De seneste fem-ti år har man mange steder i verden, bl.a. på MIC, arbejdet på at fremstille komplette bio/kemiske laboratorier på mikrometerskala og integrere dem på en enkelt chip. Denne revolutionerende lab-on-a-chip teknologi har medført et stort behov for at udvikle den teoretiske forståelse for hydrodynamik på mikroskala, kaldet mikrofluidik, et område som rummer mange uudforskede fænomener.
Dette kursus vil give dig en introduktion til samt praktisk erfaring med teori og numerisk simulering inden for mikrofluidik. Endvidere vil du få indsigt i forskningsarbejdet i MICs Microfluidics Theory and Simulation gruppe (MIFTS) og dele af de mange eksperimentelle lab-on-a-chip aktiviteter på MIC. Endelig vil kurset give dig et godt udgangspunkt for at gå i gang med et eksamensprojekt i MIFTS omhandlende teori for lab-on-a-chip systemer.
Kursusindhold:
Kurset består af fire dele. I første del vil du lære den basale teori for hydrodynamiske systemer, dvs. ligningerne for tranport af masse (kontinuitetsligningen), impuls (Navier-Stokes ligningen) og energi (varmeligningen). Du vil blive fortrolig med de mange dimensionsløse tal, som karakteriserer hydrodynamiske systemer, og du vil forstå hvilke værdier de antager i mikrofluide systemer.
I kursets anden del kommer du til at studere overfladespændinger og viskositet. Dette er vigtigt, da overflader og gnidning spiller en dominerende rolle i mikrofluidik. Vi lægger især vægt på diffusion og kapilarkræfter.
I kursets tredje del vil du lære om elektrokinetiske effekter så som elektroosmose og (di-)elektroforese. Disse effekter er meget brugte i lab-on-a-chip systemer til kemisk seperation, DNA-analyse og mikropumper.
I kursets fjerde og sidste del vil du beskæftige dig med numerisk simulering af mikrofluide systemer. Du vil få en introduktion til Finite Element Metoden (FEM), som bygger på kontinuumshypotesen for væsker. Du kommer til at anvende FEMLAB til at simulere konkrete mikrofluidik problemer.
Litteratur::
Se kursushjemmesiden www.mic.dtu.dk/courses/LabChipTheory
