Electrochemically actuated capillary flow control for the development of integrated microfluidic devices

Washe, Alemayehu Paulos

Belongs to TDX:SerieTesis collection

TITLE:

Electrochemically actuated capillary flow control for the development of integrated microfluidic devices - TDX:1183

Handle:

http://hdl.handle.net/20.500.11797/TDX1183

Date:	2013-03-21
Departament/Institute:	Departament d'Enginyeria Química Universitat Rovira i Virgili.
Director:	Katakis, Ioanis Lozano Sánchez, Pablo
Author:	Washe, Alemayehu Paulos
Title:	Electrochemically actuated capillary flow control for the development of integrated microfluidic devices

Search your record at:

Available files
File	Description	Format
Memoria	Memory	application/pdf

All objects of this collection

Description:	Capillary force-operated microfluidic devices are easy to use, low cost realization platforms for Lab-on-a-Chip (LOC) configurations. If such “simplistic” LOC applications are to have success, flow control is an important unit operation to develop. This is particularly true for ASSURED (a term introduced by A. Guiseppi-Elie: Affordable, Sensitive, Specific, User-friendly, Rapid and robust, Equipment-free and Deliverable) devices for bioanalytical applications where an analytical response depends on the dissolution of previously deposited reagents, the kinetics of biological affinity and enzymatic reactions, and mass transport of products to a transducer in the microchannels. In this thesis the design, fabrication and implementation of three different electrochemically actuated capillary flow control schemes have been developed through low voltage electrowetting/ electrochemical actuation of the flow using i) electrical stimuli responsive superhydrophobic surfaces based on intelligent polymers ii) superhydrophobic nanoporous carbonaceous surfaces, and iii) superhydrophobic electrodes coupled to other electrodes that facilitate the generation of gradients to propel the liquid. The thesis unravels the mechanism of response of such systems and demonstrates ways for reduction to practice of such devices for the “democratization” of theranostics. Dispositivos microfluidos operados por fuerzas capilares son fáciles de operar plataformas para realizar herramientas Lab-On-a-Chip (LOC). Si estas “simplistas” aplicaciones LOC tengan éxito, la operación unitaria del control de flujo hay que desarrollarse. Esto es particularmente verdad para herramientas “ASSURED” (término introducido por A. Guiseppi-Elie: Affordable, Sensitive, Specific, User-friendly, Rapid and robust, Equipment-free and Deliverable) y aplicaciones bioanalíticas en las cuales la respuesta depende de la disolución de los reactivos previamente depositados, la cinética de afinidad biológica y enzimática, y el transporte en materia de productos a un transductor en los microcanales. En esta tesis el diseño, fabricación e implementación de tres alternativas electroquímicas para el control del flujo capilar se han desarrollado basadas en electrowetting usando i) superficies superhidrófobas basándose a polímeros que responden inteligentemente a los estímulos eléctricos, ii) superficies nanoporosas superhidrófobas de electrodos de carbono, y iii) electrodos con superficies superhidrófobas acoplados a otros electrodos que facilitan la generación de gradientes que pueden propulsar el líquido. La tesis estudia el mecanismo de la respuesta en cada caso en estos sistemas y demuestra opciones para la reducción a la práctica de herramientas que pueden “democratizar” la “teranostica” (theranostics).
Type:	info:eu-repo/semantics/publishedVersion info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Contributor:	Departament d'Enginyeria Química Universitat Rovira i Virgili.
Títol:	Electrochemically actuated capillary flow control for the development of integrated microfluidic devices
Language:	eng
Subject:	663/664 - Aliments i nutrició. Enologia. Olis. Greixos 628 - Enginyeria sanitària. Aigua. Sanejament. Enginyeria de la il·luminació 544 - Química física 543 - Química analítica
Format:	application/pdf 123 p.
Creator:	Washe, Alemayehu Paulos
Rights:	info:eu-repo/semantics/openAccess ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al repositori institucional de la Universitat Rovira i Virgili. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a aquest repositori (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
Date:	2013-03-21
Publisher:	Universitat Rovira i Virgili
Subject:	663/664 - Aliments i nutrició. Enologia. Olis. Greixos 628 - Enginyeria sanitària. Aigua. Sanejament. Enginyeria de la il·luminació 544 - Química física 543 - Química analítica
Language:	eng
Publisher:	Universitat Rovira i Virgili
Source:	TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
Identifier:	http://hdl.handle.net/10803/109047
Format:	application/pdf 123 p.
Keywords:	Electrowetting Nanoporous Superhydrophobic SMART Passive stop/go valves Capillary flow control Electyrochemically actuated Microfluidics

Information