Mikrofluidik: Entwurf, Herstellung und Charakterisierung
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Stuttgart u.a.
Teubner
2004
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Ausgabe: | 1. Auflage |
Schlagworte: | |
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Beschreibung: | XIV, 256 S. Illustrationen, Diagramme 24 cm |
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adam_text | NAM-TRUNG NGUYEN MIKROFLUIDIK ENTWURF, HERSTELLUNG UND CHARAKTERISIERUNG
MIT 140 ABBILDUNGEN, 12 TABELLEN UND 37 BEISPIELEN TEUBNER B.G.TEUBNER
STUTTGART * LEIPZIG * WIESBADEN INHALTSVERZEICHNIS ABSTRACT XI ZEICHEN
UND BENENNUNGEN XM 1 EINLEITUNG 1 1.1 ENTWICKLUNGSGESCHICHTE DER
MIKROFLUIDIK 1 1.1.1 ENTWICKLUNG DER MIKROFLUIDISCHEN KOMPONENTEN L
1.1.2 ENTWICKLUNG DER MIKROTECHNIKEN FUR MIKROFLUIDIK 6 1.2 POTENZIALE
DER MIKROFLUIDIK 7 1.2.1 WISSENSCHAFTLICHE POTENZIALE 7 1.2.2
WIRTSCHAFTLICHE POTENZIALE 8 1.3 ORGANISATION DER ARBEIT 8 2
STROMUNGSMECHANIK IM MIKROBEREICH 11 2.1 SKALIERUNGSGESETZE 11 2.1.1 DIE
TRIMMERSCHE KLAMMER-NOTATION 11 2.1.2 SKALIERUNGSGESETZE FUR
DIMENSIONSLOSE ZAHLEN 12 2.1.3 SKALIERUNGSGESETZE DES STATISCHEN
VERHALTENS 18 2.1.4 SKALIERUNGSGESETZE DES DYNAMISCHEN VERHALTENS 22 2.2
STROMUNGSTHEORIEN IM MIKROBEREICH 26 2.2.1 MOLEKULARES MODELL 27 2.2.2
KONTINUUM-THEORIE FUR GASE IM MIKROBEREICH 31 2.2.3 KONTINUUM-THEORIE
FUR FLIISSIGKEITEN IM MIKROBEREICH 36 2.2.4 STROMUNG MIT GLEITBEDINGUNG
IN TYPISCHEN KANALGEOMETRIEN 38 2.2.5 STROMUNG MIT HAFTBEDINGUNG IN
TYPISCHEN KANALGEOMETRIEN 39 2.3 GRENZFLACHENEFFEKTE IN DER MIKROFLUIDIK
44 2.3.1 ELEKTROKINETISCHE EFFEKTE 44 2.3.2 OBERFLACHENSPANNUNGSEFFEKTE
58 3 TECHNOLOGIEN ZUR HERSTELLUNG MIKROFLUIDISCHER SYSTEME 87 3.1 DIE
BASISTECHNOLOGIEN 87 3.1.1 FOTOLITHOGRAFIE 87 3.1.2
SCHICHTERZEUGUNGSVERFAHREN 88 3.1.3 ABTRAGUNGSVERFAHREN 90 3.1.4
STRUKTURIIBERTRAGUNGSTECHNIKEN 90 3.2 SILIZIUMTECHNOLOGIEN FUR DIE
MIKROFLUIDIK 92 3.2.1 VOLUMENMIKROMECHANIK 92 3.2.2 HERSTELLUNG VON
MIKROKANALEN MIT VOLUMENMIKROMECHANIK 95 VIII INHALTSVERZEICHNIS 3.2.3
OBERFLACHENMIKROMECHANIK 96 3.2.4 HERSTELLUNG VON MIKROKANALEN MIT
OBERFLACHENMIKROMECHANIK 98 3.3 POLYMERE MIKROMECHANIK 98 3.3.1
FOTOLITHOGRAFIE DER DICKEN RESISTE 99 3.3.2 POLYMERE
OBERFLACHENMIKROMECHANIK 102 3-3-3 WEICHLITHOGRAFIE 103 3.3.4
MIKROSTEREOBESTRAHLUNG 105 3.3.5 MIKROGUSS 106 3.3.6 HERSTELLUNG VON
MIKROKANALEN MIT POLYMEREN TECHNOLOGIEN 106 3.4 EINZELNE MIKROTECHNIKEN
109 3.4.1 LASERABTRAGUNG 109 3.4.2 FOKUSSIERTE IONENSTRAHLABTRAGUNG 111
3.4.3 FUNKENEROSION 111 3.4.4 SANDSTRAHLEN 111 3.4.5 ULTRASCHALLBOHREN
112 3.5 AUFBAU- UND VERBINDUNGSTECHNIKEN 112 3.5.1 ANODISCHES BONDEN 112
3.5.2 DIREKTBONDEN 112 3.5.3 KLEBEN 113 3.5.4 EUTEKTISCHES ANLEGIEREN
114 3.5.5 FLUIDISCHE ANSCHKISSE 114 4 SIMULATION UND ENTWURF FUR
MIKROFLUIDISCHE SYSTEME 117 4.1 MOLEKULARE METHODEN 117 4.1.1 MOLEKULARE
DYNAMIK 117 4.1.2 DSMC 118 4.2 KONTINUUMMETHODEN 125 4.2.1 CFD-WERKZEUGE
125 4.2.2 KOPPLUNG DES STROMUNGSFELDS MIT ANDEREN FELDERN 126 4.3
MAKROMETHODEN 134 4.3.1 MAKRO- UND NETZWERKMODELLE 134 4.3.2 GIILTIGKEIT
DER NETZWERKMODELLE 136 4-3-3 VERHALTENSANALYSE VON MIKROFLUIDISCHEN
KOMPONENTEN UND SYSTEMEN MIT ANALOGSIMULATOREN 140 5 CHARAKTERISIERUNG
MIKROFLUIDISCHER SYSTEME 147 5.1 MESSVERFAHREN ZUR CHARAKTERISIERUNG VON
MIKROSYSTEMEN 147 5.1.1 ABTASTVEFAHREN 147 5.1.2 BERIIHRUNGSLOSE
VERFAHREN 148 5.2 MESSVERFAHREN ZUR CHARAKTERISIERUNG MIKROFLUIDISCHER
SYSTEME 149 5.2.1 PUNKTMESSVERFAHREN 149 5.2.2 GANZFELDMESSVERFAHREN 151
5.3 DIE MIKRO-PIV 152 5.3.1 ARBEITSPRINZIP DER
PARTIKEL-IMAGE-VELOCIMETRIE 152 5.3.2 BESONDERHEITEN DER MIKRO-PIV 158
INHALTSVERZEICHNIS IX 5.3.3 MESSAUFBAU ZUR DIAGNOSTIK MIKROFLUIDISCHER
SYSTEME 162 5.3.4 VERBESSERUNG DER MIKRO-PLV-MESSUNG 165 5.4
MESSBEISPIELE 166 5.4.1 STROMUNG IN EINEM MIKRODOSIERER 166 5.4.2
STROMUNG IN EINEM TESLA-VENTIL 168 6 ENWURFSBEISPIEL 1:
ULTRASCHALL-MIKROPUMPE 171 6.1 EINFIIHRUNG 171 6.1.1 FLEXIBLE
PLATTENWELLEN ALS AKTUATORENKONZEPT 171 6.1.2 BIDIREKTIONALE UND
UNIDIREKTIONALE STROMUNG 172 6.1.3 FOKUSSIERENDE STROMUNG 173 6.1.4
ANALYTISCHE MODELLE FUR DIE AKUSTISCHE STROMUNG 174 6.2 NUMERISCHE
SIMULATION UND OPTIMIERUNG 176 6.2.1 MODELLBESCHREIBUNG FUR
FOKUSSIERENDE FPW-KOMPONENTEN 182 6.2.2 SIMULATIONSERGEBNISSE FUR
ULTRASCHALLPUMPEN MIT GERADEN ELEKTRODEN . 185 6.2.3
SIMULATIONSERGEBNISSE FUR FOKUSSIERENDE ULTRASCHALLPUMPEN 190 6.2.4
SIMULATIONSERGEBNISSE MIT WARMEKOPPLUNG 190 6.3 HERSTELLUNGSTECHNOLOGIE
193 6.4 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 196 6.4.1 CHARAKTERISIERUNG DER
WELLENAMPLITUDE 196 6.4.2 CHARAKTERISTIK DER ULTRASCHALL-MIKROPUMPEN 198
6.5 SCHLUSSFOLGERUNG 199 7 ENTWURFSBEISPIEL 2: POLYMERE MIKROPUMPE 201
7.1 EINFIIHRUNG 201 7.1.1 MIKROPUMPEN MIT KLAPPENVENTILEN 201 7.1.2
POLYMERE ALS MATERIALIEN FUR MIKROPUMPEN 202 7.2 OPTIMIERUNG UND
SIMULATION 203 7.2.1 AUFBAU DER POLYMEREN MIKROPUMPE 203 7.2.2
ARBEITSWEISE DER POLYMEREN MIKROPUMPE 204 7.2.3 ARBEITSKRITERIEN EINER
MIKROPUMPE 210 7.2.4 SIMULATION DES KLAPPENVENTILS 213 7.3
HERSTELLUNGSTECHNOLOGIE 215 7.4 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 215 7.4.1
CHARAKTERISIERUNG DER PIEZOELEKTRISCHEN AKTUATOREN 215 7.4.2
CHARAKTERISIERUNG DER SU-8 KLAPPENVENTILE 218 7.4.3 CHARAKTERISIERUNG
DER MIKROPUMPE 219 7.5 SCHLUSSFOLGERUNG 221 8 ENTWURFSBEISPIEL 3:
MIKROMISCHER 223 8.1 EINFIIHRUNG 223 8.2 ANALYTISCHE MODELLE 223 8.2.1
LAMINATIONSMISCHER 223 8.2.2 INJEKTIONSMISCHER 227 8.2.3 NICHTLINEARES
DIFFUSIONSMODELL 229 X INHALTSVERZEICHNIS 8.3 HERSTELLUNGSTECHNOLOGIE
231 8.4 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 231 8.4.1 MIKRO-PIV-MESSUNG 231 8.4.2
KONZENTRATIONSMESSUNG 234 8.5 SCHLUSSFOLGERUNG 238 LITERATURVERZEICHNIS
239 STICHWORTVERZEICHNIS 251
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