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Séance de cours

Tension de surface: Capillary Effects

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 effets de tension de surface dans les canaux microfluidiques, y compris les scénarios complets de mouillage, de mouillage partiel et de non mouillage. Il explique les vannes d'arrêt capillaires, la pression capillaire et le rôle des angles de contact dans l'arrêt et le redémarrage du flux capillaire. En outre, il discute des techniques d'électromouillage pour moduler les angles de contact et les principes EWOD pour manipuler les gouttelettes sur les réseaux d'électrodes.

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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.

Source officielle

Concepts associés (14)

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.

Tension superficielle

vignette|et aux gerridés de se déplacer à la surface d'une mare. La tension superficielle est un phénomène physico-chimique lié aux interactions moléculaires d'un fluide. Elle résulte de l'augmentation de l'énergie à l'interface entre deux fluides. Le système tend vers un équilibre qui correspond à la configuration de plus basse énergie, il modifie donc sa géométrie pour diminuer l'aire de cette interface. La force qui maintient le système dans cette configuration est la tension superficielle.

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.

Hydrophobie (physique)

L’hydrophobie (du grec υδρο, hydro = eau, et Φόβος, phóbos = répulsion) caractérise les surfaces qui semblent repousser l'eau. En réalité, il ne s'agit pas d'une réelle répulsion, mais plutôt du fait que l'eau étant une molécule polaire, elle a une très nette attirance préférentielle pour les autres molécules polaires, ce qui va amener ces molécules à s'assembler entre elles et former des billes qui semblent être repoussées par les molécules non polaires avec lesquelles elles n'ont pas une aussi forte affinité, alors qu'en réalité, ce sont les affinités entre les molécules polaires qui chassent vers l'extérieur de ces billes les molécules qui n'ont pas la même affinité avec elle - un peu de la même façon que le gradient de pression de l'eau chasse de son sein les corps moins denses (qui n'ont donc pas la capacité de générer en leur sein un gradient de pression aussi raide).

Hydrophilie

L'hydrophilie (du grec , « d’eau, aqueux », dérivé de , « eau », et de , « aimer ») caractérise un composé ou une partie de ce composé, ayant une affinité pour l'eau et tendance à s'y dissoudre. Ce composant est également ionique. Le contraire est l'hydrophobie, caractérisant un composé qui n'est pas attiré par l'eau et la repousse. Les composés hygroscopiques sont attirés par l'eau mais ne se dissolvent pas à son contact. Un composé hydrophile peut être soluble dans l'eau (hydrosoluble) ou les solvants polaires.

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Tension de surface et angle de contact

Explore la tension de surface, les angles de contact et les forces interfaciales en gouttes sur différentes surfaces.

Cristaux liquides: Structure et propriétés

Couvre la formation de cristaux liquides, la structure micelle, les molécules amphiphiles et la tension de surface dans les fluides.

Interface gaz/liquide : principes fondamentaux

Couvre les bases des interfaces gaz-liquide, y compris la tension superficielle et la capillarité.

Tension de surface: Bases et applications MOOC: Sorption et transport dans les matériaux cimentaires

Explore l'origine et les caractéristiques de la tension de surface, de l'équilibre de l'angle de contact, des propriétés mouillantes et de l'équation Young-Laplace.

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