表面弾性波駆動型アコースティック·逆流マイクロフルイディクスで製作、操作と流れの可視化

マイクロ流体のコミュニティが直面している継続的な課題の一つは、真にポータブルマイクロトータル分析システム（μTASの）への統合のために小型化することができる効率的なポンプ機構を持っている必要がある。チャネルサイズはミクロン範囲まで低下させるか、または以下のように標準的な巨視的なポンプシステムは、単に体積流量の不利なスケーリングにより、μTASのために必要な移植性を提供することができない。それどころか、のこぎりは、流体作動機構として関心の高まりを得て、これらの問題の^1,2のうちのいくつかのソリューションのための有望な手段として表示されます。

弾性表面波は、流体³へのエネルギー輸送の非常に効率的なメカニズムを提供することが示された。圧電基板、 例えばニオブ酸リチウム（LN） ​​の上にSAWの伝播は、波はレイリー角_θR =罪として知られている角度でそのパスに任意の流体に放射されたとき722、図1（c _F / C _秒 ）、基板内の音速度の不一致、C _s、および流体C _fに起因。流体中への放射線の漏洩これは、流体の音響流を駆動する圧力波を生じさせる。デバイスに適用されたデバイスの形状とパワーに応じて、このメカニズムは、オンチップなどの流体混合、粒子ソーティングなどのプロセス、噴霧、及びポンプ^1,4の様々を作動させることが示された。 SAWとmicrofluidsを作動させるのシンプルさと有効性にもかかわらず、これまでに実証されているマイクロ流体ポンプ機構を駆動SAWのほんのいくつかあります。最初のデモは、圧電基板³上のSAW伝搬路に配置された無料の滴の簡単な翻訳だった。この新規な方法は、マイクロ流体作動方法として、弾性表面波を使用する際に大きな関心を生成し、一方の流体が依然として必要であった同封のチャネル·より難しいタスクを介して駆動される。タンらは、レーザーは、圧電基板に直接アブレーションれたマイクロチャネル内にポンプを実証した。チャネルとIDT寸法に関して幾何修飾により、彼らは一様と流れを混合⁵の両方を示すことができた。グラスらは、最近人気のあるラボ·オン·-CDのコンセプト^6,7の真の小型化のデモンストレーションとして、遠心マイクロフルイディクスとSAW作動回転を組み合わせることにより、マイクロチャネル及びマイクロ流体コンポーネントを介して流体を移動させる方法を示した。しかし、実証されているだけで完全に囲まれたSAW駆動ポンプ機構はなりチェッキーニらのSAW主導音響向⁸このビデオの焦点に残っている。それは伝搬方向に対向する方向に密閉流路を介して圧送する流体の霧化と合一を利用するcoustic波。このシステムは、マイクロチャネル内で驚くべきことに、複雑なフローを生じさせることができる。また、デバイスの幾何学的形状によっては、層流から渦と粒子蓄積領域によって特徴付けられる、より複雑なレジームに、フロースキームの範囲を提供することができる。簡単に装置内の流動特性に影響を与える能力は、高度なオンチップ粒子操作のための機会を示している。

デバイス製造、実験操作、および流れの可視化：このプロトコルでは、実用的なSAWベースのマイクロ流体の主要な側面を明確にしたい。我々は明示的にSAW主導音響向装置の製造及び操作のためにこれらの手順を記述しているが、これらのセクションは簡単にSAW駆動型マイクロ流体制度の範囲への応用のために変更することができます。