This project aimed at exploring new hybrid materials to be used for acoustophoresis applications. Acoustophoresis can be used to manipulate particles inside a microfluidic channel by creating ultrasound standing waves within the channel [1]. This can be used for cell separation [2] or trapping of particles [3]. The intent of this project was to create materials for use in microfluidic channels that would be cheaper and easier to manufacture than those traditionally used, while still having adequate acoustic properties to allow for use in acoustopheresis. This was done by investigating whether the addition of glass-beads or glass-bubbles could increase the acoustic properties of an off-stoichiometry-thiol-enes (OSTE) based polymer. Hybrid samples with different volume fractions of glass-beads or glass-bubbles added to the OSTE polymer were manufactured and characterised according to their acoustic properties using the pulse-echo buffer-rod method. The acoustic properties measured were the density, attenuation, acoustic impedance and the reflection coefficient between water and the material. The addition of glass-beads was found to increase the acoustic impedance while the inverse was found for the addition of glass-bubbles. Both the addition of glass-beads and glass-bubbles were found to increase the attenuation. The hybrid material that was found to have the most suitable acoustic properties was OSTE/Glass-beads 40%, whose acoustic impedance had been increased ∼60% compared to pure OSTE. Consequently, the OSTE/Glass-beads 40% material was used to manufacture a microfluidic channel. A particle trapping experiment showed that the OSTE/Glass-beads 40% microfluidic channel was able to obtain bead trapping. This means that a standing wave was able to be generated within the channel and that it was strong enough to trap particles in the centre of the channel. However, evaluation of the particle trapping efficiency of the channel showed that it was not as effective as those using traditional materials. Therefore, future work is recommended to optimise a channel design for the OSTE/Glass-beads 40% material to increase the particle trapping efficiency. / I detta projekt undersöktes ett nytt hybridmaterial för användning i applikationer inom akustofores. Akustofores kan användas till att manipulera partiklar inuti mikrofluidkkanaler genom att generera ståendevågor i kanalen med hjälpav ultraljud [1]. Detta kan användas till cellseparation [2] eller till att fånga partiklar [3]. Målet i detta projekt var att skapa material som skulle bli billigare och möjliggöra enklare fabricering av kanalerna som används inom akustofores än de material som traditionellt används, med bibehållande av tillräckliga akustiskaegenskaper. Detta genomfördes genom att undersöka om tillsättning av glaspärlor eller glasbubblor kunde förbättra de akustiska egenskaperna av en off-stoichiometry-thiol-enes (OSTE) baserad polymer. Hybridprover gjorda på OSTE-polymeren med olika volymandelar av glaspärloroch glasbubblor tillverkades och kategoriserades med avseende på deras akustiska egenskaper med hjälp av pulseeko buffertstång metoden. De akustiska egenskaperna som uppmättes var densitet, attenuering, akustisk impedans och reflektions koefficienten mellan vatten och materialet. Resultatet av projektet visade att tillsättning av glaspärlor ökade den akustiska impedansen i motsatts till glasbubblorna som visade sig minska den. Vidare visade det sig att både tillsättningen av glaspärlor och glasbubblor ökade attenueringen. Det hybridmaterial som visade sig ha de mest lämpliga akustiska egenskaperna var OSTE/glaspärlor med en 40% volymandel av glaspärlor. Den akustiska impedansen hade förhöjts med cirka 60% jämfört med vanlig OSTE. Därför valdes det hybrid-materialet till att tillverka en mikrofluidikkanal. Därefter genomfördes ett partikelfångstexperiment som visade att, OSTE/glaspärlor med en 40% volymandel av glaspärlor, kunde erhålla partikelfångst i kanalen. Detta innebär att en stående våg kunde genereras i kanalen och att den var tillräckligt stark för att kunna fånga partiklarna i mitten av kanalen. Däremot visade utvärdering av kanalens partikelfångsteffektivitet att den inte var lika effektiv som kanaler gjorda av traditionellt använda material. Därför rekommenderas framtida arbete till att designa en optimerad kanaldesign med OSTE/Glas-pärlor 40% materialets egenskaper i åtanke för att förhoppningsvis kunna öka partikelfångst effektivitet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-277052 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Forss, Elin |
| Publisher | KTH, Medicinteknik och hälsosystem |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2020:104 |
Page generated in 0.0021 seconds