ارائه‌کننده: فاطمه پوررضا خادر
استاد راهنما: دکتر روزبه عابدینی نسب
استاد ناظر داخلی: دکتر رضا مداحیان
استاد ناظر خارج از دانشگاه: دکتر امیرمحمد ستاری
تاریخ: 1403/06/24
ساعت: 11
مکان: دانشکده فنی و مهندسی، اتاق 154

چکیده:
در سال‌های اخیر، دستگاه‌های تحلیلی میکروفلویدیک مبتنی بر کاغذ به دلایلی مانند هزینه تشخیصی پایین، قابلیت حمل آسان و سادگی کاربری، به عنوان جایگزینی مناسب برای روش‌های آزمایشگاهی سنتی در مناطق محروم و کشورهای درحال توسعه پیشنهاد شده‌اند. در مقایسه با دستگاه‌های میکروفلویدیک معمولی، سیستم‌های مبتنی بر کاغذ می‌توانند از خاصیت مویینگی ذاتی کاغذ برای حذف پمپاژ خارجی مورد نیاز برای حرکت سیال استفاده کنند. کانال‌ها به راحتی با برداشتن انتخابی بخش‌هایی از بستر کاغذ یا با الگوبرداری از مرزهای کانال با مواد آبگریز تشکیل می‌شوند.
با این حال، در تراشه‌های میکروفلویدیک کاغذی، توانایی کنترل دقیق سیالات مختلف به طور همزمان به یک چالش تبدیل شده است.در این پایان نامه، با الهام از مدارهای الکتریکی، قطعه‌ای به نام ترانزیستور برای کار در تراشه های میکروفلویدیک کاغذی طراحی و ساخته شد. این قطعه، با دریافت فرمان الکتریکی خارجی که به انرژی حرارتی تبدیل می‌شود، حرکت سیال را در یک کانال میکروفلویدیک کاغذی کنترل می‌کند. مزیت اصلی این ترانزیستور، عملکرد دوحالته آن (توانایی بستن و نیز باز نمودن کانال) با وجود ساختار ساده آن است. اساس کار این ترانزیستور مبتنی بر حرکت کنترل شده موم در سطح مقطع کاغذ است. به منظور مشخصه‌یابی این ترانزیستور، کمیت‌های موثر در عملکرد آن، شامل طول و عرض کانال، طول و عرض بخش آبگریز، میزان و زمان حرارت اعمالی و میزان سیال قابل کنترل، مورد بررسی قرار گرفتند. در نهایت مشخص شد با اعمال جریانی در حد 1300 میلی‌آمپر در بازه زمانی 20 تا 30 ثانیه می‌توان ترانزیستور مورد نظر را خاموش و در بازه زمانی 20 تا 35 ثانیه می‌توان ترانزیستور را روشن نمود.
در نهایت، به منظور نمایش مثالی کاربردی از عملکرد ترانزیستور، مداری به عنوان حسگر تشخیص محیط‌ های بازی و اسیدی طراحی و ساخته شد. ترانزیستور معرفی شده، با افزایش کنترل‌پذیری تراشه‌های میکروفلویدیک در پیشرفت آن‌ها نقش مهمی ایفا خواهد نمود. سیستم‌های میکروفلویدیکی مبتنی بر کاغذ که با استفاده از ترانزیستور برای کنترل جریان سیال بهبود یافته‌اند، کاربردهای مهمی در حوزه های تشخیص پزشکی، انجام آزمایش‌های پیچیده‌ای چندمرحله ای مانند ELISA و PCR ، کنترل رهایش دارو و ساخت حسگرهای شیمیایی و زیستی دارند.