الرئيسية > المشاريع البحثية > مشروع 1

دراسة و محاكاة عملية تحريك قطرات السوائل علي أجهزة ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية لتحسين آدائها في التطبيقات الطبية


بيانات المشروع :
المسئول عن المشروع : د./ محمد عمر أحمد عبد الجواد (كلية الهندسة)
عنوان المشروع : دراسة و محاكاة عملية تحريك قطرات السوائل علي أجهزة ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية لتحسين آدائها في التطبيقات الطبية
مدته : 3 سنوات
تاريخ البدء : مارس 2012
تاريخ الانتهاء : تم مد العمل بالمشروع حتي سبتمبر 2015
أهداف المشروع :

ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية هي تقنية جديدة تسمح بالتحكم في قطرات دقيقة من أي سائل على مجموعة من الأقطاب الكهربائية. باستخدام هذه التكنولوجيا ، يمكن نقل و تقسيم و دمج قطرات صغيرة جدا (تقاس بالنانو لتر) من عينات مختلفة من السوائل والكواشف الكيميائية. من المنتظر أن تصبح ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية أداة هامة ومفيدة للتطبيقات الطبية البيولوجية بسبب قدرتها على الاضطلاع بالعديد من التفاعلات الكيميائية المتتابعة في ثواني معدودة مما يتيح إستخدام هذه التكنولوجيا في المعامل المحملة علي شرائح (Lab on a Chip). و من مميزات هذه التقنية صغر حجم العينة البيولوجية المطلوبة و سرعة إجراء التحليل و قلة الطاقة المستهلكة، هذه بالإضافة لامكانية تصنيع أجهزة محمولة لإجراء مختلف التحاليل الطبية. و قد تم بالفعل استخدام هذه التقنية في العديد من التطبيقات مثل تحليل البروتينات و الهندسة الوراثية و تطوير الأدوية و التحاليل المناعية.
 بالرغم من المميزات العديدة التي تقدمها تقنية ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية، فإن فيزياء تحريك قطرات السوائل المختلفة ليست مفهومة بالكامل حتي الآن مما جعل عملية تصميم الشرائح الحاملة للأقطاب الكهربية التي تتحكم في حركة قطرات السوائل تعتمد علي التجربة أكثر من الأساس العلمي. فعلي سبيل المثال، ليس من المعروف حتي الآن ما إذا كانت القوي التي تحرك القطرات ناشئة من تغير زاوية تماس السائل مع سطح الشريحة عند توصيل الجهد الكهربي أم من القوي الكهروديناميكية علي سطح القطرة. كذلك فإن مصدر تيارات الحمل الدوامية داخل القطرة لم يؤكد كونه ناشئ من تغير التوتر السطحي للسائل نتيجة للحرارة المتولدة أم من القوي الكهربية المماسة لسطح القطرة. لمعالجة القصور المذكور في فهم هذه التقنية، سيتم محاكاة و تحليل الظواهر الفيزيائية المختلفة المتعلقة بتحريك القطرات باستخدام ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية. فمثلا سيتم موازنة القوي الكهربية المؤثرة علي القطرة مع قوي التوتر السطحي لاستنتاج علاقة تصف التغير في زاوية تماس السائل مع الجهد الكهربي. كذلك سيتم دراسة تأثير التسخين الكهربي (Joule heating) و القوي الكهربية المماسة لسطح القطرة و التبريد البخري علي قوي التوتر السطحي و التيارات الدوامية المتولدة داخل القطرات. و سيتم الاستعانة بالقياسات المعملية و المقارنة بالدراسات المعملية السابة لتحديد أي من الظواهر المذكورة أولي بالدراسة و للتحقق من صحة العلاقات المستنتجة.

الجهات المشتركة بالمشروع :
صندوق العلوم و التنمية التكنولوجية (STDF)
كيفية الاتصال بالمشروع :

الباحث الرئيسي للمشروع

د./ محمد عمر أحمد عبد الجواد
مدرس بقسم الهندسة الميكانيكية
Mohamed.abdelgawad1@eng.au.edu.eg

تليفون المكتب: 0882411239
www.assiutmicrofluidics.com

نواتج النشر العلمى الصادرة من المشروع :
  1. Hassan A, Abdellah, Hany A. Mohamed, and M. Abdelgawad, Repulsion-Based Model for Contact Angle Saturation in Electrowetting, Biomicrofluidics,vol. 9, pp. 014115, 2015.

  2. D. G. Pyne, W. M. Salman, M. Abdelgawad, and Y. Sun, Partially filled electrodes for digital microfluidic devices, Applied Physics Letters,  vol. 103, n. 2, pp. 024103, 2013.

  3. W. M. Salman, M.S. Abdelsalam, M.F. F. El-Dosoky, and M. Abdelgawad, Effect of Electrical Conductivity and Permittivity of Liquids and Frequency of The Applied Voltage On Droplets Actuation On Digital Microfluidic Devices, The 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS 2014), San Antonio, USA, 26-31 October, 2014.

  4. D. G. Pyne, W. M. Salman, M. Abdelgawad, and Y. Sun, Partially filled electrodes for digital microfluidic devices, The 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS 2013), Freiburg, Germany, 27-31October, 2013.

صفحة الكلية على فيسبوك

facebook

إضغط هنا

صفحة الكلية على تويتر

twitter

إضغط هنا

صفحة الكلية على جوجل+

google+

إضغط هنا

صفحة الكلية على يوتيوب

youtube

إضغط هنا