이 작품은 학술 연구 기금 (AcRF) 계층 1 (RG171/15), 교육 사역, 싱가포르에 의해 후 원했다.

1입니다. 미세 채널의 준비
<ol><li>폴 리-dimethylsiloxane (PDMS)는 탄성 중합체의 비율은 10: 1에 혼합.</li>
	<li>진공 오븐에 섞어 드 그리고 위에 네거티브 톤 포토 레지스트 패턴을 실리콘 웨이퍼에 붓는 다.</li>
	<li>꽃무늬 실리콘 웨이퍼를 다시 드와 응고에 대 한 인큐베이터에서 3 h 70 ° C에서 열.</li>
</ol>2입니다. 인터 변환기의 제조
<ol><li>Cr 및 400의 보증금 20 nm LiNbO3 웨이퍼;에 알의 nm 패턴 20 150 µ m의 너비와 포토 리소 그래피에 대 한 플라스틱 마스크에 2 cm의 조리개 포지티브 감광 기판에 입금 하 여 제거 합니다.</li>
	<li>아세톤과 비 노출 지역에 Cr 알 레이어를 제거 합니다.</li>
	<li>30 W 60의 전력에서 그들의 표면에 (2: 1의 질소와 산소 비율)와 산소 플라즈마 처리 s.</li>
	<li>PDMS 아닌 정렬 하 고는 손가락으로 몇 초 동안 그것을 눌러 LiNbO3 기판에 접착.</li>
	<li>3 h 60 ° C에서 난방 실에서 통합된 장치를 놓습니다.</li>
</ol>3. 이중 주파수 구동
<ol><li>동시에 두 개의 주파수 요소를 적용 (f1 와 f3, 기본 주파수 조작된 IDT의 그것의 제 3 고조파 각각) IDTs, 쌍에 그들 사이의 위상 차이 φ 와 함께 있도록 생산된 본은 다음과 같이 표현 될 수 있습니다. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq1.jpg"> 여기, <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq2.jpg">그리고 <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq3.jpg"> = 음향 압력.</li>
	<li>100 MS/s의 샘플링 주파수 ArbExpress 응용 프로그램 소프트웨어의 수식 편집기 를 사용 하 여 듀얼 주파수 파형을 합성 하 고 저장 함수 발생기를 실험에서 보고 여기에 대 한 임의 입력으로 통해 USB 케이블.</li>
	<li>총 출력된 전력에 기본 주파수의 힘을 다 <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq4.jpg"> 0% (순전히 제 3 고조파에 여기); 100% (순수 기본 주파수에서 여기)에서 좋은 비교에 대 한 변경 하지만 총 파워는 동일 하 게 유지.</li>
	<li>듀얼 주파수의 여기에 0 °에서 360 °의 위상 차이 다.</li>
</ol>4. 시뮬레이션
<ol><li>낮은 레이놀즈와 비압축 층 흐름의 동작을 설명 (즉, Re = 0.55) 마 하35다음과 같이 숫자. <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq5.jpg"> <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq6.jpg"> 여기, <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq7.jpg">= 유체 속도 <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq8.jpg">= 동적 점도 <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq9.jpg">= 유체 밀도 <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq10.jpg">액체에 압력 = <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq11.jpg">항등 매트릭스를 = 및 <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq12.jpg">외부의 힘을 =.</li>
	<li>다음과36으로 생산된 토크 드래그 힘 개체에 대해 설명 합니다. <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq13.jpg"> 여기, <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq14.jpg">=는 microparticle의 반지름 <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq15.jpg">유체의 속도 = 및 <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq16.jpg">=는 microparticle의 속도.</li>
	<li>X따라 아닌에 microparticle에 적용 되는 청각 방사선 힘을 파생-으로 단일 주파수에서 (아닌 폭)에 걸쳐 축16 다음과 같습니다. <img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq17.jpg"> 여기, <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq18.jpg">=는 microparticle의 볼륨 <img alt="Equation 19" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq19.jpg">=는 microparticle의 밀도 <img alt="Equation 20" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq20.jpg">매체의 밀도 = <img alt="Equation 21" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq21.jpg">=는 microparticle의 압축 성 및 <img alt="Equation 22" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq22.jpg">= 압축 성 매체의.</li>
	<li>다음과 같이 이중 주파수 구동의 결과 청각 방사선 힘을 파생. <img alt="Equation 23" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq23.jpg">
</li>
	<li>채널 폭에 걸쳐 가로 모션을 표현 (따라 y-축) 청각 방사선 힘과는 스톡 끌어 다음과 같이 뉴턴의 제 2 법칙에 의해 지배 하는 힘. <img alt="Equation 24" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq24.jpg">
</li>
	<li>개인용 컴퓨터에서 4 번째 순서 룽 게-쿠타 방법을 사용 하 여 일반적인 미분 방정식 (ODEs)를 해결 합니다. 설정 시간 단계 및 1 µs 총 기간 및 20 s, 각각.</li>
</ol>5. 실험 관찰
<ol><li>솔루션 회전 5.9 x 10의 농도에서 4 µ m와7 녹색 소용돌이 약 2-3 분 하 여 1 mL 당 형광 폴리스 티 렌 구슬 하 고 다음 각 테스트 전에 모든 덩어리 방해를 10 분 동안 초음파 sonicator에 몰두.</li>
	<li>3 mL 주사기로 혼합물을 3-5 µ L/min의 유량에 주사기 펌프와 함께 드라이브.</li>
	<li>IDT 듀얼 주파수 신호 전력 증폭기 다음 함수 발생기에서 드라이브.</li>
	<li>다운스트림 아닌 40 X 확대 가벼운 현미경의 밑에 안정된 미를 관찰 하 고 디지털 카메라로 이미지를 기록.</li>
	<li>ImageJ 설립된 규모를 사용 하 여 캡처한 디지털 이미지에서 축적 된 미의 위치를 측정 하 고 양적에 정규화 된 형광 밝기와 누적된 microparticle의 농도 결정 각 압력 노드입니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Chin, C. D., Linder, V., Sia, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Commercialization+of+microfluidic+point-of-care+diagnostic+devices.">Commercialization of microfluidic point-of-care diagnostic devices.</a> Lab on a Chip. 12 (12), 2118-2134 (2012).</li><li>Figeys, D., Pinto, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lab-on-a-chip:+a+revolution+in+biological+and+medical+sciences.">Lab-on-a-chip: a revolution in biological and medical sciences.</a> Analytical Chemistry. 72 (9), 330 A-335 A (2000).</li><li>den Toonder, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulating+tumor+cells:+the+Grand+Challenge.">Circulating tumor cells: the Grand Challenge.</a> Lab on a Chip. 11 (3), 375-377 (2011).</li><li>Yu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+of+lab-on-a-chip+in+isolation,+detection+and+post-processing+of+circulating+tumour+cells.">Advances of lab-on-a-chip in isolation, detection and post-processing of circulating tumour cells.</a> Lab on a Chip. 13 (16), 3163-3182 (2013).</li><li>Jorgenson, J. W., Lukacs, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+separations+based+on+electrophoresis+and+electroosmosis.">High-resolution separations based on electrophoresis and electroosmosis.</a> Journal of Chromatography A. 218, 209-216 (1981).</li><li>Gascoyne, P. R., Vykoukal, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+separation+by+dielectrophoresis.">Particle separation by dielectrophoresis.</a> Electrophoresis. 23 (13), 1973 (1973).</li><li>Xia, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+microfluidic-micromagnetic+separation+of+living+cells+in+continuous+flow.">Combined microfluidic-micromagnetic separation of living cells in continuous flow.</a> Biomedical Microdevices. 8 (4), 299-308 (2006).</li><li>Garc&#233;s-Ch&#225;vez, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extended+organization+of+colloidal+microparticles+by+surface+plasmon+polariton+excitation.">Extended organization of colloidal microparticles by surface plasmon polariton excitation.</a> Physical Review B. 73 (8), 085417 (2006).</li><li>Zhu, T., Ye, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Origin+of+Knudsen+forces+on+heated+microbeams.">Origin of Knudsen forces on heated microbeams.</a> Physical Review E. 82 (3), 036308 (2010).</li><li>Ashkin, A., Dziedzic, J., Yamane, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+trapping+and+manipulation+of+single+cells+using+infrared+laser+beams.">Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams.</a> Nature. 330 (6150), 769-771 (1987).</li><li>Chiou, P. Y., Ohta, A. T., Wu, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Massively+parallel+manipulation+of+single+cells+and+microparticles+using+optical+images.">Massively parallel manipulation of single cells and microparticles using optical images.</a> Nature. 436 (7049), 370-372 (2005).</li><li>Yamada, M., Seki, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+filtration+for+on-chip+particle+concentration+and+classification+utilizing+microfluidics.">Hydrodynamic filtration for on-chip particle concentration and classification utilizing microfluidics.</a> Lab on a Chip. 5 (11), 1233-1239 (2005).</li><li>Burguillos, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microchannel+acoustophoresis+does+not+impact+survival+or+function+of+microglia,+leukocytes+or+tumor+cells.">Microchannel acoustophoresis does not impact survival or function of microglia, leukocytes or tumor cells.</a> PLoS One. 8 (5), e64233 (2013).</li><li>Lin, S. -. C. S., Mao, X., Huang, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+acoustic+wave+(SAW)+acoustophoresis:+now+and+beyond.">Surface acoustic wave (SAW) acoustophoresis: now and beyond.</a> Lab on a Chip. 12 (16), 2766-2770 (2012).</li><li>Petersson, F., &#197;berg, L., Sw&#228;rd-Nilsson, A. -. M., Laurell, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free+flow+acoustophoresis:+microfluidic-based+mode+of+particle+and+cell+separation.">Free flow acoustophoresis: microfluidic-based mode of particle and cell separation.</a> Analytical Chemistry. 79 (14), 5117-5123 (2007).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+manipulation+of+single+microparticles,+cells,+and+organisms+using+surface+acoustic+waves.">On-chip manipulation of single microparticles, cells, and organisms using surface acoustic waves.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (28), 11105-11109 (2012).</li><li>Friend, J., Yeo, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+acoustofluidics:+Microfluidics+driven+via+acoustics+and+ultrasonics.">Microscale acoustofluidics: Microfluidics driven via acoustics and ultrasonics.</a> Reviews of Modern Physics. 83 (2), 647 (2011).</li><li>Destgeer, G., Lee, K. H., Jung, J. H., Alazzam, A., Sung, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+separation+of+particles+in+a+PDMS+microfluidic+channel+via+travelling+surface+acoustic+waves+(TSAW).">Continuous separation of particles in a PDMS microfluidic channel via travelling surface acoustic waves (TSAW).</a> Lab on a Chip. 13 (21), 4210-4216 (2013).</li><li>Guo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+cell-cell+interactions+using+surface+acoustic+waves.">Controlling cell-cell interactions using surface acoustic waves.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (1), 43-48 (2015).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+separation+using+tilted-angle+standing+surface+acoustic+waves.">Cell separation using tilted-angle standing surface acoustic waves.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (36), 12992-12997 (2014).</li><li>Roshchupkin, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+diffraction+by+standing+surface+acoustic+waves.">X-ray diffraction by standing surface acoustic waves.</a> Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 142 (3), 432-436 (1998).</li><li>Shi, J., Mao, X., Ahmed, D., Colletti, A., Huang, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focusing+microparticles+in+a+microfluidic+channel+with+standing+surface+acoustic+waves+(SSAW).">Focusing microparticles in a microfluidic channel with standing surface acoustic waves (SSAW).</a> Lab on a Chip. 8 (2), 221-223 (2008).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+acoustic+wave+microfluidics.">Surface acoustic wave microfluidics.</a> Lab on a Chip. 13 (18), 3626-3649 (2013).</li><li>King, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+acoustic+radiation+pressure+on+spheres.">On the acoustic radiation pressure on spheres.</a> Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. , 212-240 (1934).</li><li>Yosioka, K., Kawasima, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+radiation+pressure+on+a+compressible+sphere.">Acoustic radiation pressure on a compressible sphere.</a> Acta Acustica United with Acustica. 5 (3), 167-173 (1955).</li><li>Ratier, C., Hoyos, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+programming+in+step-split-flow+lateral-transport+thin+fractionation.">Acoustic programming in step-split-flow lateral-transport thin fractionation.</a> Analytical Chemistry. 82 (4), 1318-1325 (2010).</li><li>Mandralis, Z., Feke, D., Bolek, W., Burger, W., Benes, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+synchronized+ultrasonic+and+flow-field+fractionation+of+suspensions.">Enhanced synchronized ultrasonic and flow-field fractionation of suspensions.</a> Ultrasonics. 32 (2), 113-122 (1994).</li><li>Laurell, T., Petersson, F., Nilsson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chip+integrated+strategies+for+acoustic+separation+and+manipulation+of+cells+and+particles.">Chip integrated strategies for acoustic separation and manipulation of cells and particles.</a> Chemical Society Reviews. 36 (3), 492-506 (2007).</li><li>Liu, Y., Lim, K. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+separation+in+microfluidics+using+a+switching+ultrasonic+field.">Particle separation in microfluidics using a switching ultrasonic field.</a> Lab on a Chip. 11 (18), 3167-3173 (2011).</li><li>Brissaud, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+piezoceramics.">Characterization of piezoceramics.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 38 (6), 603-617 (1991).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+patterning+of+microparticles+and+cells+using+standing+surface+acoustic+waves.">Tunable patterning of microparticles and cells using standing surface acoustic waves.</a> Lab on a Chip. 12 (14), 2491-2497 (2012).</li><li>Jo, M. C., Guldiken, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+manipulation+by+phase-shifting+of+surface+acoustic+waves.">Particle manipulation by phase-shifting of surface acoustic waves.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 207, 39-42 (2014).</li><li>Meng, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transportation+of+single+cell+and+microbubbles+by+phase-shift+introduced+to+standing+leaky+surface+acoustic+waves.">Transportation of single cell and microbubbles by phase-shift introduced to standing leaky surface acoustic waves.</a> Biomicrofluidics. 5 (4), 044104 (2011).</li><li>Sriphutkiat, Y., Zhou, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+manipulation+using+standing+surface+acoustic+waves+(SSAW)+at+dual+frequency+excitation:+effect+of+power+ratio.">Particle manipulation using standing surface acoustic waves (SSAW) at dual frequency excitation: effect of power ratio.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 263, 521-529 (2017).</li><li>Batchelor, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An Introduction to Fluid Dynamics. , (2000).</li><li>Glynne-Jones, P., Hill, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustofluidics+23:+acoustic+manipulation+combined+with+other+force+fields.">Acoustofluidics 23: acoustic manipulation combined with other force fields.</a> Lab on a Chip. 13 (6), 1003-1010 (2013).</li><li>Winkler, A., Br&#252;nig, R., Faust, C., Weser, R., Schmidt, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+efficient+surface+acoustic+wave+(SAW)-based+microfluidic+actuators.">Towards efficient surface acoustic wave (SAW)-based microfluidic actuators.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 247, 259-268 (2016).</li><li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standing+surface+acoustic+wave+(SSAW)-based+microfluidic+cytometer.">Standing surface acoustic wave (SSAW)-based microfluidic cytometer.</a> Lab on a Chip. 14, 916-923 (2014).</li><li>Devendran, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+travelling+wave+components+in+standing+surface+acoustic+wave+(SSAW)+systems.">The importance of travelling wave components in standing surface acoustic wave (SSAW) systems.</a> Lab on a Chip. 16, 3756-3766 (2016).</li><li>Destgeer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Submicron+separation+of+microspheres+via+travelling+surface+acoustic+waves.">Submicron separation of microspheres via travelling surface acoustic waves.</a> Lab on a Chip. 14, 4665-4672 (2014).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standing+surface+acoustic+wave+(SSAW)+based+multichannel+cell+sorting.">Standing surface acoustic wave (SSAW) based multichannel cell sorting.</a> Lab on a Chip. 12, 4228-4231 (2012).</li><li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+enrichment+of+low-abundance+cell+samples+using+standing+surface+acoustic+waves+(SSAW).">Continuous enrichment of low-abundance cell samples using standing surface acoustic waves (SSAW).</a> Lab on a Chip. 14, 924-930 (2014).</li></ol>

저자는 공개 없다.

듀얼 주파수 여기에서 SSAW에 의해 아닌 microparticle 모션이이 연구에서 광범위 하 게 조사 하 고 이중 주파수 구동 신호 변화 하 여 효과적으로 조정할 수 있는 패터 닝 기술을 개발 하 고 테스트. 이러한 파형의 생산은 대부분 함수 발생기에 의해 쉽게 실현 그리고 조정 방식은 매우 편리. S12-및 S11-조작된 IDTs의 주파수 응답 설명 여러 공 진 모드34. 6.1 MHz의 측정된 기본 주파수와 17.8 m h z의 세 번째 고조파는 그 설계 값 (6.2 및 18.6 m h z)-8.34 dB 대 비슷한 전송 계수와 가까운-9.75 dB, 각각. 따라서, 비슷한 음향 에너지를 사용 하 여 단일 IDT 듀얼 주파수 여기에서 이러한 두 가지 구성 요소에서 출력으로 예상 된다. 이러한 구성 요소 조합이 f1 과 f3에 국한. 다른 사람, f1 과 f5와 f3 f5, 등도 적용 됩니다. Piezoceramics 음향 대량의 다른 고조파를 생성할 수도 있습니다, 하지만 그들의 동시 구동 불가능 합니다. 음향 필드 스위칭29 정렬 microparticle을 향상 시킬 수 있지만 더 많은 장비와 높은 관리 복잡성의 비용.
수와 압력 노드는 아닌에 해당 microparticle 농도의 위치 수 조정 된 편리 하 고 효과적으로 이중 주파수 구동에 의해 다른 부분을 변경 하지 않고. P1 > 90%에서 한 압력 노드는 기본 주파수에 의해 생산 동일 합니다. 그러나, 다양 한 위치와 3 개의 압력 노드 및이 임계값 아래 microparticle 농도 있다. 이 임계값은 운전 주파수, 음향 파워 미의 직경 등 모든 테스트 매개 변수를 여기에 대 한 지속적인 발견 된다. 실험 결과 이론적인 예측을 아주 잘 상관. 이 제안 된 전략을 사용 하 여 미의 모션 시간까지 감소 될 수 있었다 ~ 2-fold,는 더 높은 처리량을 나왔다.
듀얼 주파수와 위상 변조 압력 노드 위치는 융통성 있는 컨트롤을 제공합니다. 다른 압력 노드 멀리 이동 또는 청각 방사선 힘 안쪽의 방향 조정 특정 압력 노드에서 미의 수를 증가 하는 간단한 방법은 수 있습니다. Φ ≥ 180 °, 압력 노드는 아닌 하단에 사라질 것 이다, 하지만 하나에 상단에 표시 됩니다. Φ 에서 = 360 ° 교체 압력 노드 발생 합니다. 따라서, 압력 꾸벅꾸벅 졸 기 라인 지속적으로 이동 다양 한 단계와 두 주파수 성분 사이.
이 연구에서 아직도 몇 가지 제한이 있습니다. 톱 두께 PDMS 아닌37를 통해 전파 하는 때 더 많은 음향 감쇠 및 벽 재료의 점성 난방 도입 수 있습니다. 같은 대량 청각 파에서 벽에 기생 웨이브 여기는 아닌에 액체를 작용 또한 수 있습니다. 실험 생물학 세포를 사용 하 여 임상 사용에 대 한 중대 한 필요에 있다.
이 음향 LOC는 본질적으로 비-침략 적, 그리고이 새로운 여기 전략 tenability 및 많은 응용 프로그램에서 큰 잠재력을가지고 조작 향상 시킬 수 있는. 순환 종양 세포 (CTCs), 격리 등 생물 학적 진단에 듀얼 주파수 여기 수 있습니다 전이의 발생에 대 한 정보를 제공 하며, 그 후, 즉시 치료를 요청

LOC 기술 생물학, 화학, 물리학, 및 생물 의학 공정에 대 한 마이크로 칩에서 하나 또는 여러 기능을 통합합니다. LOC 있습니다 실험실 설정을 규모에 서브 밀리미터, 빠른 반응 속도, 짧은 응답 시간, 높은 공정 제어, 낮은 볼륨 소비 (더 적은 낭비, 더 낮은 시 약 비용, 그리고 덜 필요한 샘플 볼륨), 때문에 높은 처리량 보다 작은 병렬화, 낮은 비용 나중에 대량 생산 및 비용 효율적인 disposables, 방사능, 화학 또는 생물학 연구, 높은 안전 및 소형 및 휴대용 장치1,2의 장점. 정확한 셀 조작 (즉, 축적 및 분리)는 위치 기반 분석 및 진단3,4에서 중요 하다. 그러나, 정확도 및 재현성 microparticle 조작의 과제의 다양 한이 있다. 전기-삼 투5, dielectrophoresis (DEP)6, magnetophoresis7, thermophoresis8,9, 광학 접근10, 많은 기술, 광전자는 접근11 유체역학 접근12및 acoustophoresis13,14,15, 개발 되었습니다. 비교에서는, 음향 접근은 LOC 응용 프로그램에 대 한 적절 한 때문에, 많은 종류의 미/세포를 효과적으로 조작 하 고 (밀도 압축 성) 충분히 고대비 noninvasively 비교할 수 이론적으로, 주변의 액체로. 따라서, 그들의 대응에 비해 음향 접근 대부분 미와 그들의 광학, 전기, 및 자기 재산16든 생물 개체에 대 한 본질적으로 받을 수 있습니다.
지상 청각 파 (톱)는 IDTs에서 Snell의 법률17에 따르면 여러 파장의 두께에 압 전 기판 그리고 아닌에 액체에 레일리 각도에 누출의 표면에 주로 전파 18,,1920,,2122. 그들은 에너지, 높은 주파수에서 훌륭한 설계 유연성, 미세 채널 및 소형화를 사용 하 여 좋은 시스템 통합의 그들의 지역화로 인해 표면에 따라 높은 에너지 효율의 기술적 장점을 마이크로 전자 기계 시스템 (MEMS) 기술, 그리고 대량 생산23의 높은 잠재력. 이 프로토콜에서 톱 동일한 IDTs의 쌍에서 생성 되며 서 파, 또는 우화 풍, 아닌, 어디 정지 미 올려집니다 압력 노드에 적용된 음향에 의해 주로 생성 하는 반대 방향으로 전파 방사선 힘24. 이러한 결과 힘의 진폭 여기 주파수, microparticle 크기 및 그것의 청각 대조 요인22,25에 의해 결정 됩니다.
이러한 acoustophoresis 쉽게 조절 되지 않은 미리 정해진된 조작 패턴의 한계는 있습니다. 여기 주파수는 IDTs의 대역폭은 매우 제한 그들의 정기적인 거리에 의해 결정 됩니다. 여러 전략 tunability 및 조작 기능을 향상 시키기 위해 개발 되었습니다. 어쿠스틱 서 파도 아닌의 다른 부분에 적용의 첫 번째 및 두 번째 모드는 꾸벅꾸벅 졸 기 라인26으로 다른 모션 속도 따라 더 효과적으로 미 분리 수 있습니다. 이러한 두 가지 모드는 아닌의 모든 부분에도 적용 될 수 있는 고27,,2829또는 전환. 그러나,이 위해, 장비 (즉, 3 개의 함수 발생기, 2 명의 임피던스 매칭 단위, 및 전자기 릴레이)의 많은 수는 필요 때문에 다른 실험 설정의 증가 비용 및 제어 복잡도 기본 주파수는 piezoceramic의 제 3 고조파에 전기 임피던스30접시. 또한, 기울어진 손가락 인터 변환기 (SFITs) 셀 및 흥미로운는 특정 공명20,31경사 손가락의 기간으로 패턴화 미 조정에 적용할 수 있습니다. 그러나, 다음, 대역폭은 경사 손가락의 수에 반비례 한다. 여러 압력 꾸벅꾸벅 졸 기 라인에 있는 더 높은 분리 효율과 꾸벅꾸벅 졸 기 단선에 비해 감도 기존의 SSAW 기반 microparticle 구분. 또는, 압력 노드의 위치 또한 단순히 디자인32,33두 IDTs에 적용 하는 위상차를 조정 하 여 변경 수 있습니다.
그들은 수 흥분 수 동시에, 미 조작34에 대 한 더 많은 tunability를 제공 하는 기본 주파수와 IDTs의 제 3 고조파 비슷한 주파수 응답 있다. 단일 주파수에서 기존 IDT 여기에 비해 기술 독창성, 최대 등 제공 듀얼 주파수 여기 및 그들 사이 위상의 음향 압력 조정 ~ 2-fold 모션 시간 꾸벅꾸벅 졸 기 압력 감소 선 또는 센터는 아닌, 다양 한 수와 압력 꾸벅꾸벅 졸 기 선 및 microparticle 농도의 위치.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="689">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:257px;">poly-dimethylsiloxane</td>
			<td style="width:147px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:119px;">Sylgard 184</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">poly-dimethylsiloxane elastomer base</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">silicon wafer</td>
			<td>Bonda Technology</td>
			<td>SI8PSPD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">negative tone photoresist</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>SU-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">double-side polished LiNbO3 wafer</td>
			<td>University Wafer</td>
			<td style="width:119px;">Y-128&#176;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">positive photoresist</td>
			<td>Nicolaus-Otto-Stra&#223;e</td>
			<td>AZ 9260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">oxygen plasma</td>
			<td>Harrick Plasma</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">plastic mask</td>
			<td>Infinite Graphics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microparticle manipulation by standing surface acoustic waves with dual-frequency excitations

실험실에 칩 (LOC) 시스템에서 미 조작에 대 한 서 표면 탄성 파 (우화 풍)의 조정 능력을 증가 하는 방법을 설명 합니다. 기본 주파수와 듀얼 주파수 여기, 인터 변환기 (IDTs)의 한 쌍을로 불리는 제 3 고조파의 동시 여기 서 미세 채널에 청각 파의 새로운 유형을 생성할 수 있습니다. 파워와 듀얼 주파수 여기에서 단계는 아닌은 미에 적용 청각 방사선 힘의 재구성 가능한 필드에 결과 신호 (예를 들어, 수 및 압력 노드의 위치와 해당에서 microparticle 농도 압력 노드). 이 문서에서는 하나의 압력 노드에 microparticle의 동작 시간을 줄일 수 있습니다 ~ 2-fold 기본 주파수 보다 큰 ~ 90%의 전력 비에. 대조적으로에 있는 압력 노드 세 개는 아닌 경우이 임계값. 또한, 기본 주파수와 각 압력 노드에 아닌 미의 비율에서 뿐만 아니라 3 개의 우화 풍 압력 노드의 다른 모션 속도에 제 3 고조파 결과 사이 초기 단계를 조정합니다. 실험 관찰 및 숫자 예측 사이 좋은 계약이입니다. 이 소설은 여기 방법을 통합할 수 있습니다 쉽고 비 접촉 LOC 시스템 넓은 tenability와 실험 설정에 약간의 변화만.

음향 압력의 분포와 듀얼 주파수 여기 (6.2 및 18.6 m h z)에 있는 SSAW의 청각 방사선 힘은 그림 1에 표시 됩니다. 146의 음향 파워에서 300 µ m의 폭으로 아닌에 듀얼 주파수 여기 폴리스 티 렌 미 (직경에서 4 µ m)에서 발생 하는 여기, mW. 결과 음향 압력은 항상 단계 때 P1 > 90%는 단 하나 압력 노드 그래서가 y 에 = 150 µ m. 대조적으로, 3 개의 압력 노드 y 에 75, 150, 225 µ m P1 에서 = = 90%, 그리고 y = 50, 150, 250 µ m P1 에 = 0%. P1의 임계값 = 90 %microparticle 직경 4-10 µ m의, 73-648 mW의 총 음향 파워와 6.2 18.6 m h z의 운전 주파수는 모든 테스트 조건에 걸쳐 거의 일정 한 발견 된다.
P1 에서 = 90%, 75 µ m의 지역에서 미 < y < 255 µ m 및 0 µ m ≤ y ≤ 75 µ m 각각 중앙과 더 낮은 압력 노드 이동. 비교에서는, P1 = 0%, 중앙 및 노드 100 µ m로 변경 됩니다 낮은 압력 영역 < y < 200 µ m 및 0 µ m ≤ y ≤ 100 µ m, 각각. 그 후, 낮은 노드에서 microparticle 농도 다 25%에서 33.3%와 33.3%, 50%에서 중앙 노드 P1 90%에서 0% 각각 감소 하는 경우 ( 그림 2a참조). 압력 노드 향해 microparticle의 동작 시간 약 1.95에서 감소는 P1 에서 s = 0.97 100% P1 에서 s = 95% ( 그림 2b참조). 압력 노드와 P1, 실험적으로, 측정 microparticle 농도의 위치에의 의존도 수치 예측으로 좋은 상관 관계 (R2 그림 2 c 에 0.85 = 고 R 2 = 0.83 그림2d에서). 전력 비율 했다 많은 테스트 (n > 31), 그리고 누적된 미 (6.8-10.6%)의 위치에 있는 변이 때문에 될 수 있는 압력 노드 (6.7-31.4%)에 입자 농도 보다 훨씬 작은 덩어리 microparticle 축적 중 발생
듀얼 주파수 여기에 제 3 고조파의 초기 단계에 영향을 미치는 microparticle, 및 압력 노드의 위치 결과 청각 방사선 힘 합성된 운전 파형 ( 그림 3참조). Φ 0 °에서 180 °의 증가, 3 노드 압력 (y = 63.5, 150, 및 236.5 µ m)는 아닌에 걸쳐 점차적으로 아래로 이동 합니다. P1 는 85%에서 고정 되었다, 낮은 압력 노드는 y = 49.5 µ m, 33.5 µ m, 17 µ m, 0 µ m 및 φ = 45 °, 90 °, 135 °, 180 °, 각각. 음향 방사 f1 에서 고 f3 는 φ 에 위상 = φ 단계에서 0 °, 180 ° =. 예를 들어 y = 75 µ m, φ = 0 °, f1 과 f3 의 최대 음향 방사선 힘은 37.68 pN 및-47.49 pN, 각각. Φ 에 동안 180 ° = f1 과 f3 같은 위치에서 최대 청각 방사선 힘은 37.68 pN 47.49pN, 각각. 모든 압력 노드 이동의 증가 함께 선형 방식으로 아닌 걸쳐 하향 φ. 그것은 더 낮은 압력 노드는 센터의 위 압력 노드 (즉, 0 µ m 63.5, 110.6 µ m, 150 및 236.5 µ m φ 의 변화 190.1 µ m에 180 °에 0 °에서) 그 보다 훨씬 더 빠른 속도로 이동 지적 이다. Φ = 180 °, 4 압력 노드 있다. 그 후에, 더 낮은 경계에 압력 노드 (y = 0 µ m) 사라집니다, 그리고 위 경계에서 (y = 300 µ m) 180 °에 0 °에서 φ 의 변화 낮은 압력 노드로 동일한 속도로 아래로 이동. Φ = 360 °, 압력 노드 대체 인접 한 (즉, φ 에 위 압력 노드 = 360 °는 φ 에 중앙 압력 노드 같은 위치 = 0 °). 실험 결과 수치 예측, 특히 그의 다른 단계에서 압력 노드의 위치와 좋은 계약을.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58085/58085fig1.jpg"> 그림 1. (a) 회로도 실험적인 체제 및 (b) IDTs 및 PDMS 아닌 (300 µ m의 규모)의 사진. (해당 청각 방사선 힘 p 1의 다양 한 전력 비율에서 이중 주파수 구동 하 여 300 µ m 미세 채널에서 4 µ m 스피어에 적용 c) 압력 파형 및 (d) = 100% (순수 기본 주파수), 95%, 91%, 90%, 85 %, 0% (순전히 제 3 고조파) 146의 총 음향 파워 mW. Y에 처음 microparticle의 모션 4, 6, 8, 및 73의 총 음향 파워에서 10 µ m의 다양 한 직경을 가진 다양 한 전력 비율 (88-91%)과 총 음향 파워 (73-648 mW) 및 (f)에서 4 µ m의 직경 0 µ m (e) = mW. 이 그림은 Sriphutkiat, Y., 외에서 수정 되었습니다. 34. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58085/58085fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58085/58085fig2.jpg"> 그림 2. (a) Microparticle 위치와 농도, y0 에서 처음 미의 모션 (b) = 0 μ m, 그리고 microparticle 축적 시간 146의 총 음향 파워에서 이중 주파수 구동을 사용 하 여 다양 한 전력 비율 mW. 시뮬레이션 및 압력 노드 (c) 위치의 실험 결과 (평균 표준 편차)의 비교 (R2 = 0.85, n = 37)와 (d) 아닌 (R2에서에서 각 압력 노드에서 microparticle 농도 = 0.83, n = 31) P1의 다양 한 전력 비율에서. 이 그림에서 수정 된 Sriphutkiat, Y., 외 알. 34. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58085/58085fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58085/58085fig3.jpg"> 그림 3. (듀얼 주파수 여기, 85%의 전력 비에서 180 °에 0 °에서 다양 한 초기 단계에서 300 µ m 아닌 전체 결과 청각 방사선 힘의 분포 (b)에서 a) 합성된 파형. (C) 시뮬레이션 및 (e) 실험 (평균 ± 표준 편차)에서 압력 노드의 위치와 미 (d) 각 압력 노드에서 축적의 비율에 Ø, 듀얼 주파수 여기에 초기 단계의 효과 시뮬레이션 및 (f) 실험입니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58085/58085fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

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Microparticle Manipulation by Standing Surface Acoustic Waves with Dual-frequency Excitations

듀얼 주파수 여기 미세 채널에 미를 조작 하기 위한 프로토콜 제공 됩니다.

듀얼 주파수 업무가 표면 음향 파도 서 서 Microparticle 조작

We demonstrate a method for increasing the tuning ability of a standing surface acoustic wave (SSAW) for microparticles manipulation in a lab-on-a-chip ...

microparticle-manipulation-standing-surface-acoustic-waves-with-dual

Nanyang Technological University

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Application of Newton's Laws of Motion

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Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

High-intensity focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors, lipid-coated perfluorocarbon droplets have been developed which can be vaporized by HIFU. The vasculature in many tumors is abnormally leaky due to their rapid growth, and nanoparticles are able to penetrate the fenestrations and passively accumulate within tumors. Thus, controlling the size of the droplets can result in better accumulation within tumors. In this report, the preparation of stable droplets in a phase-shift nanoemulsion (PSNE) with a narrow size distribution is described. PSNE were synthesized by sonicating a lipid solution in the presence of liquid perfluorocarbon. A narrow size distribution was obtained by extruding the PSNE multiple times using filters with pore sizes of 100 or 200 nm. The size distribution was measured over a 7-day period using dynamic light scattering. Polyacrylamide hydrogels containing PSNE were prepared for in vitro experiments. PSNE droplets in the hydrogels were vaporized with ultrasound and the resulting bubbles enhanced localized heating. Vaporized PSNE enables more rapid heating and also reduces the ultrasound intensity needed for thermal ablation. Thus, PSNE is expected to enhance thermal ablation in tumors, potentially improving therapeutic outcomes of HIFU-mediated thermal ablation treatments.

Phase-shift nanoemulsions (PSNE) can be vaporized using high intensity focused ultrasound to enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors. In this report, the preparation of stable PSNE with a narrow size distribution is described. Furthermore, the impact of vaporized PSNE on ultrasound-mediated ablation is demonstrated in tissue-mimicking phantoms.

음향 액적 기화 및 버블이 강화 된 초음파로 인한 박리에 대한 좁은 크기 분포와 위상 - 교대 Nanoemulsions의 합성

High-intensity  focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To  enhance localized heating and improve thermal ablation in ...

연구

공학

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. From the measured surface, 3D topographic maps can be subsequently analyzed using a variety of software packages to extract the information that is needed.
In this article we describe how white light interferometry, and optical profilometry (OP) in general, combined with generic surface analysis software, can be used for materials science and engineering tasks. In this article, a number of applications of white light interferometry for investigation of surface modifications in mass spectrometry, and wear phenomena in tribology and lubrication are demonstrated. We characterize the products of the interaction of semiconductors and metals with energetic ions (sputtering), and laser irradiation (ablation), as well as ex situ measurements of wear of tribological test specimens.
Specifically, we will discuss:
<ol class="lroman">
	<li>Aspects of traditional ion sputtering-based mass spectrometry such as sputtering rates/yields measurements on Si and Cu and subsequent time-to-depth conversion.</li>
	<li>Results of quantitative characterization of the interaction of femtosecond laser irradiation with a semiconductor surface. These results are important for applications such as ablation mass spectrometry, where the quantities of evaporated material can be studied and controlled via pulse duration and energy per pulse. Thus, by determining the crater geometry one can define depth and lateral resolution versus experimental setup conditions.</li>
	<li>Measurements of surface roughness parameters in two dimensions, and quantitative measurements of the surface wear that occur as a result of friction and wear tests.</li>
</ol>
Some inherent drawbacks, possible artifacts, and uncertainty assessments of the white light interferometry approach will be discussed and explained.

White light microscope interferometry is an optical, noncontact and quick method for measuring the topography of surfaces. It is shown how the method can be applied toward mechanical wear analysis, where wear scars on tribological test samples are analyzed; and in materials science to determine ion beam sputtering or laser ablation volumes and depths.

이온 스퍼터링에 응용 프로그램, 레이저 절제하고, Tribology 실험 : 화이트 빛 간섭 측정법에 의한 표면 수정의 특성

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we present the fabrication protocol for a multilayered SAW acoustic counterflow device. The device is fabricated starting from a lithium niobate (LN) substrate onto which two interdigital transducers (IDTs) and appropriate markers are patterned. A polydimethylsiloxane (PDMS) channel cast on an SU8 master mold is finally bonded on the patterned substrate. Following the fabrication procedure, we show the techniques that allow the characterization and operation of the acoustic counterflow device in order to pump fluids through the PDMS channel grid. We finally present the procedure to visualize liquid flow in the channels. The protocol is used to show on-chip fluid pumping under different flow regimes such as laminar flow and more complicated dynamics characterized by vortices and particle accumulation domains.

In this video we first describe fabrication and operation procedures of a surface acoustic wave (SAW) acoustic counterflow device. We then demonstrate an experimental setup that allows for both qualitative flow visualization and quantitative analysis of complex flows within the SAW pumping device.

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

액체 환경에서의 펄스 자외선 레이저 조사에 의한 실리콘 표면의 젖음성의 선택 영역 수정

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the degradation of device performance. In order to evaluate such degradations using computer simulations, full matrix material properties at elevated temperatures are needed as inputs. It is extremely difficult to measure such data for ferroelectric materials due to their strong anisotropic nature and property variation among samples of different geometries. Because the degree of depolarization is boundary condition dependent, data obtained by the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) impedance resonance technique, which requires several samples with drastically different geometries, usually lack self-consistency. The resonant ultrasound spectroscopy (RUS) technique allows the full set material constants to be measured using only one sample, which can eliminate errors caused by sample to sample variation. A detailed RUS procedure is demonstrated here using a lead zirconate titanate (PZT-4) piezoceramic sample. In the example, the complete set of material constants was measured from room temperature to 120 &#176;C. Measured free dielectric constants <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/53461/image001.jpg" /> and&#160;<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/53461/image002.jpg" /> were compared with calculated ones based on the measured full set data, and piezoelectric constants d15 and d33 were also calculated using different formulas. Excellent agreement was found in the entire range of temperatures, which confirmed the self-consistency of the data set obtained by the RUS.

This protocol describes the procedure of measuring the temperature dependence of the full set material constants of piezoelectric materials using resonant ultrasound spectroscopy (RUS).

풀 세트 재질 상수의 특성 및 공명 초음파​​ 분광법을 사용하여 압전 재료에 대한 그들의 온도 의존성

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution for future high-speed reentry missions. But despite the advancements made since Apollo, heat flux prediction remains an imperfect science and engineers resort to safety factors to determine the TPS thickness. This goes at the expense of embarked payload, hampering, for example, sample return missions. 
Ground testing in plasma wind-tunnels is currently the only affordable possibility for both material qualification and validation of material response codes. The subsonic 1.2MW Inductively Coupled Plasmatron facility at the von Karman Institute for Fluid Dynamics is able to reproduce a wide range of reentry environments. This protocol describes a procedure for the study of the gas/surface interaction on ablative materials in high enthalpy flows and presents sample results of a non-pyrolyzing, ablating carbon fiber precursor. With this publication, the authors envisage the definition of a standard procedure, facilitating comparison with other laboratories and contributing to ongoing efforts to improve heat shield reliability and reduce design uncertainties.
The described core techniques are non-intrusive methods to track the material recession with a high-speed camera along with the chemistry in the reactive boundary layer, probed by emission spectroscopy. Although optical emission spectroscopy is limited to line-of-sight measurements and is further constrained to electronically excited atoms and molecules, its simplicity and broad applicability still make it the technique of choice for analysis of the reactive boundary layer. Recession of the ablating sample further requires that the distance of the measurement location with respect to the surface is known at all times during the experiment. Calibration of the optical system of the applied three spectrometers allowed quantitative comparison. At the fiber scale, results from a post-test microscopy analysis are presented.

Development of new ablative materials and their numerical modeling requires extensive experimental investigation. This protocol describes procedures for material response characterization in plasma flows with the core techniques being non-intrusive methods to track the material recession along with the chemistry in the reactive boundary layer by emission spectroscopy.

Plasmatron에서 절제 재료 시험 중에 방출 분광 경계 계층 조사

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

제조 및 Acoustofluidic 장치의 작동은 입자의 초점 쉬스에 대한 대량 음향 서 파도 지원

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building blocks in a bottom-up approach is still open. The scanning probe microscope (SPM) could be a tool of choice; however, SPM-based manipulation was until recently limited to two dimensions (2D). Binding the SPM tip to a molecule at a well-defined position opens an opportunity of controlled manipulation in 3D space. Unfortunately, 3D manipulation is largely incompatible with the typical 2D-paradigm of viewing and generating SPM data on a computer. For intuitive and efficient manipulation we therefore couple a low-temperature non-contact atomic force/scanning tunneling microscope (LT NC-AFM/STM) to a motion capture system and fully immersive virtual reality goggles. This setup permits &#34;hand controlled manipulation&#34; (HCM), in which the SPM tip is moved according to the motion of the experimenter&#39;s hand, while the tip trajectories as well as the response of the SPM junction are visualized in 3D. HCM paves the way to the development of complex manipulation protocols, potentially leading to a better fundamental understanding of nanoscale interactions acting between molecules on surfaces. Here we describe the setup and the steps needed to achieve successful hand-controlled molecular manipulation within the virtual reality environment.

We demonstrate the precise manipulation of individual organic molecules on a metal surface with the tip of a scanning probe microscope driven in 3D by the experimenter's hand using a motion capture system and fully immersive virtual reality goggles.

손 3D 가상 현실 인터페이스와 스캐닝 프로브 현미경을 통해 단일 분자의 조작을 제어

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building ...

Scanning SQUID Study of Vortex Manipulation by Local Contact

Local, deterministic manipulation of individual vortices in type 2 superconductors is challenging. The ability to control the position of individual vortices is necessary in order to study how vortices interact with each other, with the lattice, and with other magnetic objects. Here, we present a protocol for vortex manipulation in thin superconducting films by local contact, without applying current or magnetic field. Vortices are imaged using a scanning superconducting quantum interference device (SQUID), and vertical stress is applied to the sample by pushing the tip of a silicon chip into the sample, using a piezoelectric element. Vortices are moved by tapping the sample or sweeping it with the silicon tip. Our method allows for effective manipulation of individual vortices, without damaging the film or affecting its topography. We demonstrate how vortices were relocated to distances of up to 0.8 mm. The vortices remained stable at their new location up to five days. With this method, we can control vortices and move them to form complex configurations. This technique for vortex manipulation could also be implemented in applications such as vortex based logic devices.

We present a protocol for manipulation of individual vortices in thin superconducting films, using local mechanical contact. The method does not include applying current, magnetic field or additional fabrication steps.

현지 연락처로 소용돌이 조작의 SQUID 연구를 스캔

Local, deterministic manipulation of individual vortices in type 2 superconductors is challenging. The ability to control the position of individual ...

Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement for Pure Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes by Introducing Partially Oxidized Aluminum Cathode

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation displays and solid-state lighting technologies. The brightness and efficiency of blue QDs-based light-emitting diodes (LEDs) remain inferior to their red and green counterparts, due to the inherently unfavorable energy levels of different colors of light. To solve these problems, a device structure should be designed to balance the injection holes and electrons into the emissive QD layer. Herein, through a simple autoxidation strategy, pure blue QD-LEDs which are highly bright and efficient are demonstrated, with a structure of ITO/PEDOT:PSS/Poly-TPD/QDs/Al:Al2O3. The autoxidized Al:Al2O3 cathode can effectively balance the injected charges and enhance radiative recombination without introducing an additional electron transport layer (ETL). As a result, high color-saturated blue QD-LEDs are achieved with a maximum luminance over 13,000 cd m-2, and a maximum current efficiency of 1.15 cd A-1. The easily controlled autoxidation procedure paves the way for achieving high-performance blue QD-LEDs.

A protocol is presented for fabricating high-performance, pure blue ZnCdS/ZnS-based quantum dots light-emitting diodes by employing an autoxidized aluminum cathode.

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation ...