用于微流体生物传感器的基于纸张的双材料杆执行器的建模
Ashutosh Kumar1, Hojat Heidari-Bafroui1, Nassim Rahmani1
1Microfluidics Laboratory, Department of Mechanical, Industrial and Systems Engineering, University of Rhode Island, 2 East Alumni Avenue, Kingston, RI 02881, USA.
Biosensors
|June 27, 2023
概括
这项研究揭示了液体吸收如何大大软化微流体纸质分析装置 (μPAD) 中使用的双材料支架 (B-MaCs). 了解这种变化是优化B-MaC设计用于诊断的关键.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 流体动力学 流体动力学
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 双材料支架 (B-MaCs) 是微流体基于纸张的分析设备 (μPADs) 的关键组件,用于点诊断.
- 了解B-MaC在流体负荷下的机械行为,对于其有效的设计和应用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究由苏格兰带和过纸制成的B-MaC的流体动力学和机械性能.
- 开发一个模型,预测B-MaC在流体浸泡下偏移的情况.
- 为了确定流体和对B-MaC的模和高膨胀的影响.
主要方法:
- 根据卢卡斯-沃什本方程制定了毛细血管流体流动模型.
- 研究了应力-应变关系,以确定B-MaC在各种和水平上的模量.
- 开发了一种适度偏移公式来预测B-MaC的行为.
主要成果:
- 过纸的模量在完全和时显著降低至~20 MPa (干度值的7%).
- 经验上确定了高膨胀系数为0.008.
- 拟议的模型有效地预测了在流体负荷下B-MaC尖端的偏移.
结论:
- 液体吸收大大降低了B-MaCs的屈曲刚性.
- 液膨胀应变和降低模块是B-MaC偏移的关键因素.
- 精确预测尖端偏移对于优化μPAD中的B-MaC设计至关重要.
