This work aims to investigate if it is realistic to use acoustic particle separation techniques for separating heavy-metals from pump-dredged seabed sediments on a large scale. A premise for the project has been that the material should undergo hydrothermal carbonization (HTC) before acoustic treatment. A number of scientific articles have been studied to understand where the frontier is regarding manipulating small particles in fluids using high frequency sound (ultrasound). Discussion has been held with experts on ultrasound, HTC and chemical analyses. In Conclusion, the feasibility of removal of heavy-metals from HTC-treated material using ultrasound have been evaluated based on theoretical possibilities, comparisons to a selection of similar studies, and on some measured properties of the material. Prerequisites for practical experiments, that would prove or disprove this feasibility, have been explored. The possibility to scale up the process has been discussed. / Detta arbete söker svar på om det är realistiskt att använda akustiska metoder för att i stor skala sortera ut tungmetaller från pump-muddrat sjöbottensediment. Utgångspunkten har varit att materialet ska genomgå hydrotermisk karbonisering (HTC) innan akustisk behandling. Ett antal vetenskapliga rapporter har studerats för att kunna förstå var forskningsfronten är, gällande att manipulera små partiklar i vätska med hjälp av högfrekvent ljud (ultraljud). Diskussion har hållits med experter på ultraljud, HTC och kemisk analys.  Avslutningsvis har möjligheten att avlägsna tungmetaller ifrån HTC-behandlat material med hjälp av ultraljud evaluerats, baserat på teoretiska möjligheter, jämförelser med ett urval av liknande studier, och begränsade mätningar av egenskaper hos materialet. Förutsättningarna för praktiska experiment, som skulle kunna bevisa eller motbevisa denna möjlighet, har utforskats. Möjligheten att skala upp processen har diskuterats.

The passive particle separation method of elasto-inertial microfluidics have greatpotential in the field of physics, biology and chemistry. The objective of thisdegree project was to understand particle behavior in curved microchannels fornon-Newtonian fluids. This in order to optimize the separation of 1 µm and 2 µmparticles where the end goal is to create an efficient sample preparation method fordiagnosing sepsis. Fluorescent beads were spiked into PEO solutions of differentconcentrations and used in microfluidic PDMS-glass chips with various radii toexamine the influence of curvature and elasticity as well as the flow rate. Theresult indicated an independence of both curvature and elasticity. Reynoldsnumber and Dean number are dependent on the flow rate which results in atrade-off between a high and low flow rate. A low Reynolds number is not enoughto create Dean vortices that can be used to separate particles while a highReynolds number creates strong Dean vortices that can obstruct the focusing. Later, microfluidic silicon-glass chips were used to separate 1 µm and 2 µm beads.The 2 µm particles were able to focus in two different PEO concentrations whereasthe 1 µm particles did not have time to focus entirely. This makes it possible toseparate 2 µm particles along with some 1 µm particles towards one outlet whileleaving another outlet with only 1 µm particles. This is a promising start butfurther optimization is required before being applied to real bacteria separation. / Den passiva partikelseparationsmetoden elastisk tröghetsmikrofluidik har storapotential inom fysik, biologi och kemi. Målet med examensarbetet var att förståpartiklars förflyttning i krökta mikrokanaler för icke-newtonska vätskor. Dettagjordes för att optimera separering av 1 µm och 2 µm partiklar där slutmålet är attskapa en effektiv provberedningsmetod för att diagnostisera sepsis. Fluorescerandepartiklar tillsatta i PEO-l¨osningar av olika koncentrationer anv¨andes imikrofluidiska PDMS-glas chip med olika radier för att undersöka inverkan avkrökning och elasticitet samt flödeshastigheten. Resultatet indikerade ettoberoende av både krökning och elasticitet. Reynolds nummer och Deans nummerär beroende av flödeshastigheten vilket resulterar i en avvägning mellan en hög ochlåg flödeshastighet. Ett lågt Reynolds nummer är inte tillräckligt för att skapaDean virvlar vilket kan utnyttjas för att separera partiklar medan ett högtReynolds nummer framkallar starka Dean virvlar vilket kan hindra fokuseringen. Sedan användes mikrofluidiska kisel-glas chip för att separera 1 µm and 2 µmpartiklar. 2 µm partiklarna lyckades fokusera i två olika PEO-koncentrationermedan partiklarna av 1 µm inte fokuserade fullt ut. Detta gör det möjligt attseparera 2 µm partiklar tillsammans med ett antal 1 µm partiklar mot ett utloppsamtidigt som ett annat utlopp endast innehåller 1 µm partiklar. Det är enlovande start men ytterligare optimering krävs innan det kan tillämpas på faktiskbakterieseparation.

Active membranes with switchable pores that are based on hydrogels can be used to measure the cell size distribution in blood samples. The system investigated in the present research is based on a polyethylene terephthalate (PET) membrane that is surface polymerized with poly (N-isopropyl acrylamide) (PNiPAAm) to form active pores of arbitrary geometry. The PET membrane provides the functionality of a backbone for mechanical rigidity, while the soft PNiPAAm hydrogel forms the active pores. Modeling and simulation of the active hydrogel behavior proved to adequately predict the opening and closing of the pores under application of an activating stimulus, e.g. temperature. The applied model is called Temperature-Expansion-Model and uses the analogy of thermal expansion to model the volume swelling of hydrogels. The Normalized Extended Temperature-Expansion-Model can englobe arbitrary hydrogels and large geometric displacements. Studies of pore opening - performed by using commercial finite element tools - show good agreement of the experimentally measured shape change of active pores. Based on these studies, the particulate fluid flow through the switchable pores is analyzed. Through application of a membrane process, i.e. a given variation of applied pressure and switching stimulus for the hydrogel, the size profile of the blocking particles can be measured directly using the flux difference under constant pressure. This allows the measurement of the cell size distribution in blood samples, e.g. to detect circulating tumor cells or anomalies in the distribution that hint to anemia.