AC-electroosmosis is one of the electrokinetic forces leading to phenomena peculiar in the microfluidics. This paper shows particle deformation in the microchannel with rectangular electrodes on the bottom wall for the AC-electroosmotic flows. We make a PDMS microchannnel with ITO electrodes To measure velocity distributions of the particles we used a three-dimensional particle tracking velocimetry (micro-PTV) technique this method is Particle tracking by interpolation the diffraction pattern ring diameter variations with the defocusing distances of base particle locations. we induce a function of frequency at the electrode. We find the velocity of particles is the most at the edge of the electrodes and Particles move to side wall or center of the channel for the bottom and middle.
Controlling fluid flows in micro scales is a non-trivial issue among those who are involved in designing lab-on-chips. Pumping and mixing by using electrokinetic principles has been popular in that the method requires a few parts and it is easy to control. This paper explains the basic mechanism of the electroosmotic flows caused by AC together with presenting some numerical results. In particular, the fundamental, physical idea involved in the mechanism will be illustrated in terms of the kinematic aspect. Since the electroosmotic flows are mainly driven by the motion of ions, we also demonstrate the ion motions by using the numerical-visualization method.
해수는 약 3.5%의 여러가지 염류가 용해되어 있는 수용액으로 이러한 용존염류를 제거하여 담수를 얻는 방법으로는 증발법, 냉동법 등과 같이 물의 상변화를 이용하는 방법과 역삼투압법, 전기투석법과 같이 분리막을 이용하여 압력차, 전위차로 분리하는 방법이 실용화되어 있다. 이중에서 역삼투압법은 상변화가 필요없기 때문에 소요에너지가 적고 장치가 Compact하여 설치비 및 설치부지가 적게 든다는 이점을 가지고 있으며, 특히 최근에는 우수한 분리막의 개발 및 공정기술의 향상으로 다른 공정들에 비해 경쟁력을 갖게 되었다.
해수는 약 3.5%의 여러가지 염류가 용해되어 있는 수용액으로 이로한 용존염류를 제거하여 담수를 얻는 방법으로는 증발법, 냉동법 등과 같이 물의 상변화를 이용하는 방법과 역삼투압법, 전기투석법과 같이 분리막을 이용하여 압력차, 전위차로 분리하는 방법이 실용화 되어 있다. 이 중에서 역삼투압법은 상변화가 필요없기 때문에 소요에너지가 적고 장치가 COMPACT하여 설치비 및 설치부지가 적게 든다는 이점을 가지고 있으며, 특히 최근에는 우수한 분리막의 개발 및 공정 기술의 향상으로 다른 공정들에 비해 경쟁력을 갖게 되었다.
본 연구는 지반개량공법에 사용되는 동전기 공법에서 나노섬유를 전극재로 사용하여 지반개량효과 및 나노섬유에 대한 전극재로서의 대체가능성을 확인하였다. 이를 위해 Electrokinetic cell을 제작하여 나노섬유를 PBD에 삽입 후 교반된 Kaolin clay에 전기삼투를 적용한 후 실험전후의 침하량, 함수비, 압밀배수량, 전단강도에 대한 지반개량효과를 비교 분석하였다. 또한 전기삼투실험은 전극거리와 전압경사를 변화시키면서 실험을 수행하였으며, 그 결과로 전압경사증가 및 전극거리가 감소할수록 침하량, 전단강도, 압밀배수량은 증가하였고 함수비는 감소하는 것으로 나타났다. 이는 지반개량을 위한 동전기 적용시 사용되는 전극재의 소재로 나노섬유가 충분한 가능성이 있는 것으로 판단된다.
고분자전해질 연료전지에서 전해질막의 물이동과 함수율은 고분자막의 성능에 많은 영향을 미친다. 본 연구에서는 간단한 방법에 의해 물이동에 관한 고분자막의 물성(전기삼투계수, 물 확산계수)을 측정하고 이들을 이용해 막을 통한 물의 이동량과 이온전도도를 모델식에 의해 모사한 후 실험값과 비교하였다. 물이동의 구동력은 전기삼투와 확산만이 라고 본 1차원 정상상태 지배방정식을 매트랩으로 수치해석하였다. $144{\mu}m$ 두께의 고분자막의 전기삼투계수를 수소펌핑셀에서 구한 결과 1.11을 얻었다. 물확산계수를 상대습도의 함수로 나타냈고 물확산에 대한 활성화에너지는 $2,889kJ/mol{\cdot}K$였다. 이들 계수를 적용해 모사한 물이동량과 이온전도도 결과는 실험값과 잘 일치함을 보였다.
Many important properties in colloidal systems are usually determined by surface charge ($\zeta$-potential) of the contacted solid surface. In this study, $\zeta$-potential of glass $\mu$-channel was evaluated from the electro-osmotic velocity distribution. The electro-osmotic velocity inside a glass $\mu$-channel was measured using a micro-PIV velocity field measurement technique. This evaluation method is more simple and easy to approach, compared with the traditional streaming potential technique. The $\zeta$-potential in the glass $\mu$-channel was measured for two different mole NaCl solutions. The effect of an anion surfactant, sodium dodecyl sulphate (SDS), on the electro-osmotic velocity and $\zeta$-potential in the glass surface was also studied. In the range of $0\∼6$mM, the surfactant SDS was added to NaCl solution in four different mole concentrations. As a result, the addition of SDS increases $\zeta$-potential in the surface of the glass $\mu$-channel. The measured $\zeta$-potential was found to vary from-260 to-70mV. When negatively charged particles were used, the flow direction was opposite compared with that of neutral particles. The $\zeta$-potential has a positive sign for the negative particles.
Many important properties in colloidal systems are usually determined by surface charge $({\zeta}-potential)$ of the contacted solid surface. In this study, ${\zeta}-potential$ of glass ${\mu}-channel$ was evaluated from the electro-osmotic velocity distribution. The electro-osmotic velocity inside a glass f-channel was measured using a micro-PIV velocity field measurement technique. This evaluation method is more simple and easy to approach, compared with the traditional streaming potential technique. The ${\zeta}-potential$ in the glass ${\mu}-channel$ was measured fur two different mole NaCl solutions. The effect of an anion surfactant, sodium dodecyl sulphate (SDS), on the electro-osmotic velocity and f-potential in the glass surface was also studied. In the range of $0{\sim}6mM$, the surfactant SDS was added to NaCl solution in few different mole concentrations. As a result, the addition of SDS increases ${\zeta}-potential$ in the surface of the glass ${\mu}-channel$. The measured $\zeta-potential$ was found to vary from -260 to -70mV. When negatively charged particles were used, the flow direction was opposite compared with that of neutral particles. The ${\zeta}-potential$ has a positive sign for the negative particles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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