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Séance de cours

Diffusion : Fondamentaux et applications

Dans cours

MICRO-560: BioMEMS

This course covers the main applications of micro devices for life science and biomedical applications. The course is organized by application topic. It is also covering the basic physical, biological, chemical, technological concepts, which are presented ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts fondamentaux de la diffusion, y compris son rôle dans la microfluidique et les biocapteurs, le processus de diffusion à partir de régions planes semi-infinies et l'auto-diffusion d'entités biologiques. Il traite également du coefficient de diffusion, de la relation de poids moléculaire, des distances de diffusion et de la comparaison des formats d'immunodosage pour le temps de diffusion. En outre, il explore le nombre de Peclet, l'effet de la diffusion en flux laminaire parallèle, les dispositifs de mélange tels que le mélange multi-lamellaire et le mélange de gouttelettes, et les techniques de mélange induites par la géométrie.

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Enseignant·e

Philippe Renaud

Philippe Renaud is Professor at the Microsystem Laboratory (LMIS4) at EPFL. He is also the scientific director of the EPFL Center of MicroNanoTechnology (CMI). His main research area is related to micronano technologies in biomedical applications (BioMEMS) with emphasis on cell-chips, nanofluidics and bioelectronics. Ph. Renaud is invloved in many scientifics papers in his research area. He received his diploma in physics from the University of Neuchâtel (1983) and his Ph.D. degree from the University of Lausanne (1988). He was postdoctoral fellow at University of California, Berkeley (1988-89) and then at the IBM Zürich Research Laboratory in Switzerland (1990-91). In 1992, he joined the Sensors and Actuators group of the Swiss Center for Electronics and Microtechnology (CSEM) at Neuchâtel, Switzerland. He was appointed assistant professor at EPFL in 1994 and full professor in 1997. In summer 1996, he was visiting professor at the Tohoku University, Japan. Ph. Renaud is active in several scientific committee (scientific journals, international conferences, scientific advisory boards of companies, PhD thesis committee). He is also co-founder of the Nanotech-Montreux conference. Ph. Renaud is committed to valorization of basic research through his involvement in several high-tech start-up companies.

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Concepts associés (17)

Droplet-based microfluidics

Droplet-based microfluidics manipulate discrete volumes of fluids in immiscible phases with low Reynolds number and laminar flow regimes. Interest in droplet-based microfluidics systems has been growing substantially in past decades. Microdroplets offer the feasibility of handling miniature volumes (μl to fl) of fluids conveniently, provide better mixing, encapsulation, sorting, sensing and are suitable for high throughput experiments.

Microfluidique

La microfluidique est la science et la technique des systèmes manipulant des fluides et dont au moins l'une des dimensions caractéristiques est de l'ordre du micromètre. George Whitesides définit la microfluidique comme « la science et la technologie des systèmes qui manipulent de petits volumes de fluides ( à ), en utilisant des canaux de la dimension de quelques dizaines de micromètres ». Selon Patrick Tabeling, Tabeling précise qu'il entend essentiellement par « nouvelles techniques » la microfabrication héritée de la micro-électronique.

Paper-based microfluidics

Paper-based microfluidics are microfluidic devices that consist of a series of hydrophilic cellulose or nitrocellulose fibers that transport fluid from an inlet through the porous medium to a desired outlet or region of the device, by means of capillary action. This technology builds on the conventional lateral flow test which is capable of detecting many infectious agents and chemical contaminants. The main advantage of this is that it is largely a passively controlled device unlike more complex microfluidic devices.

Diffusion de la matière

La diffusion de la matière, ou diffusion chimique, désigne la tendance naturelle d'un système à rendre uniforme le potentiel chimique de chacune des espèces chimiques qu'il comporte. La diffusion chimique est un phénomène de transport irréversible qui tend à homogénéiser la composition du milieu. Dans le cas d'un mélange binaire et en l'absence des gradients de température et de pression, la diffusion se fait des régions de plus forte concentration vers les régions de concentration moindre.

Molecular diffusion

Molecular diffusion, often simply called diffusion, is the thermal motion of all (liquid or gas) particles at temperatures above absolute zero. The rate of this movement is a function of temperature, viscosity of the fluid and the size (mass) of the particles. Diffusion explains the net flux of molecules from a region of higher concentration to one of lower concentration. Once the concentrations are equal the molecules continue to move, but since there is no concentration gradient the process of molecular diffusion has ceased and is instead governed by the process of self-diffusion, originating from the random motion of the molecules.

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Convection-Diffusion : Analyse de la couche limite

Discute de l'analyse des couches limites dans les problèmes de convection-diffusion, en mettant l'accent sur les schémas numériques et la stabilité.

Biomécanique dans les systèmes Organ-on-Chip Connectez-vous à Mediaspace pour regarder cette vidéo

Explore la biomécanique dans les systèmes d'organes sur puce, couvrant les avantages, les méthodes de fabrication, les stimuli mécaniques et les techniques d'analyse cellulaire.

Flux laminaires: Microfluidique et applications Connectez-vous à Mediaspace pour regarder cette vidéo

Explore les flux laminaires en microfluidique, y compris les profils d'écoulement, la mise au point hydrodynamique, la bioimpression, la lyse cellulaire et le tri cellulaire assisté par fluorescence.

Dynamique des fluides : Microfluidique Connectez-vous à Mediaspace pour regarder cette vidéo

Explore la microfluidique, couvrant le continuum et le flux de Knudsen, les effets d'amortissement, la diffusion dans les liquides, la chromatographie liquide et la chromatographie par cisaillement.

Philippe Renault : un voyage en micro-technologie Connectez-vous à Mediaspace pour regarder cette vidéo

Honore le parcours de Philippe Renault dans le domaine des micro-technologies, soulignant son rôle central dans la création du CMI à l'EPFL.

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