Impedanciaspektroszkópiai mérések mikrofludikai környezetben

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Juhász László
Elektronikus Eszközök Tanszéke

Összefoglaló

A mikroelektronika monumentális fejlődésével összhangban, az eszköztárát használó tudományterületek is komoly fejlesztéseket vittek véghez az elmúlt évtizedekben. A technológiai határok folyamatos átlépése, az alkalmazott eszközök radikális integrálását, és miniatürizálását vonta maga után. Ebbe a kategóriába tartozik a MEMS eszközökön belül, a mikrofluidikát, és szenzorokat is alkalmazó, bioanalitikai berendezések.

Az ipar fejlődése mellett annak hatása, a környezetszennyezés is központi témává vált. A szennyezés okozta üvegházhatás, és a környezetünk átalakítása, a gyomnövények térhódításának kedvezett. A levegőben található korom, és pollen szemcsék magasabb koncentrációja a levegő minőségének romlását okozta, ami így kedvez az allergiás, és felső légúti megbetegedések számának növekedésének. A probléma megoldása, és a levegő tisztaság javítása érdekében, számos ország egyezményekben kötelezi el magát, és pályázatokkal segíti azok megvalósítását.

A téma jelentőségét mutatja, hogy míg a magyar kormány a PM10 csökkentési programmal, addig az európai országokat tömörítő Euripides2 szervezet, pályázati forrásokkal ösztönzi a levegő minőség javításával kapcsolatos fejlesztéseket.

Munkám során a Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóközpontban folyó levegőminőség monitorozó projektjének fejlesztéséhez kapcsolódtam be. Megismerkedtem az elektrokémiai impedancia spektroszkópia módszerével, és az ehhez, az intézményben található potenciosztáttal. Mélyebb betekintést kaptam az intézményben létrehozható mikrofluidikai, és méréstechnológia lehetőségek technológiájáról.

A szakirodalom, és a rendelkezésre álló felszerelések, és technológiai lehetőségek tudatában, mikrofluidikai chipeket terveztem, és követtem végig azok legyártását, valamint az eszközökhöz illeszkedő méréstechnikát terveztem, és alkalmaztam.

Mind technológiai, mind fluidikai, mind méréstechnikai szempontból több lehetőséget is vizsgáltam. Mérésekkel ellenőriztem azok működőképességét, valamint előnyeik, és hátrányaik tudatában a chipek tervezésénél, és a rendszer fejlesztésénél, újabb megoldásokat eszközöltem.

Szakdolgozatomban ezen fluidikai, és méréstechnikai lehetőségeket, realizálódásukat, és a használhatóságukat (feladatra való alkalmazhatóságukat) mutatom be. A mérések során, a feladat szempontjából pozitív és negatív jelenségeket tapasztaltam, ezek későbbi felhasználásának, és kiküszöbölésének feltérképezése érdekében módosításokat eszközöltem.

Technológiai szempontból üveg, szilícium, polimer, és azok kombinációjából álló mikrofluidikai chipeket terveztem, és vizsgáltam a feladathoz való optimalizálás végett.

Mikrofluidikai szempontból különböző fókuszálási módszereket, és hatékonyságukat vizsgáltam, és bővítettem az alkalmazott folyadék manipulálási módszerek körét a szortírozás használatával, mivel ilyen sokfajta mérettel, és szerkezettel rendelkező részecskék vizsgálata során előnyös az eszközre való integrálása.

Méréstechnikai szempontból, potenciosztáttal, azt helyettesítő konstrukcióval, és a fellépő zaj miatt, a zajszűrésre koncentrálva, lock-in erősítő elvét alkalmazó mérési összeállításokkal is teszteltem a rendszer működőképességét.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.