جداسازی و جابه‌جایی همزمان و نوین ذرات توسط دستگاه صوتی ترکیبی مبتنی بر عملگرهای امواج صوتی سطحی ایستا

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1035-ISAV2024 (R1)
نویسندگان
1دانشجوی خواجه نصیر طوسی
2دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
چکیده
جداسازی و دستکاری سلول ‌ها از مراحل کلیدی در مطالعه واکنش ‌های زیستی و شیمیایی به‌ شمار می ‌آید. دستیابی به خلوص بالا در جا به جایی و دستکاری همزمان ذرات و سلول‌ ها در توان عملیاتی بالا، یک چالش اساسی برای دستگاه ‌های صوتی محسوب می ‌شود. با این وجود، نیروی صوتی تولید شده توسط عملگر های صوتی، امکان جداسازی و جا به ‌جایی سریع و تک‌ مرحله‌ ای را فراهم می ‌آورد. در این تحقیق به شبیه ‌سازی تأثیر میدان صوتی بر جداسازی و دستکاری همزمان ذرات پرداخته و دستگاهی ترکیبی مبتنی بر امواج صوتی سطحی ایستا برای بهبود کیفیت این فرآیندها پیشنهاد داده است. نتایج شبیه ‌سازی ‌ها نشان می ‌دهد که امواج صوتی سطحی ایستا با ایجاد نواحی فشار بالا، جداسازی و جا به‌ جایی مؤثرتر ذرات را ممکن می‌ سازد. در نهایت، دستگاه مبدل امواج صوتی سطحی ایستا طراحی و ساخته شد که نتایج شبیه‌ سازی‌ های انجام ‌شده نیز صحت این تحقیق را تایید کرده و کارایی بالاتری نسبت به طرح های پیشین نشان داده است.
کلیدواژه ها
 
Title
Simultaneous and innovative particle separation and Manipulation by a hybrid acoustic device based on standing surface acoustic wave (SSAW) actuators.
Authors
Ehsan RadmanFard, Naser Naserifar
Abstract
Cell separation and manipulation are fundamental steps in the comprehensive study of biological and chemical reactions, as they allow for a deeper understanding of these processes. Achieving a high level of purity in the simultaneous displacement and manipulation of particles and cells at high throughput remains a significant and ongoing challenge for current acoustic devices. However, the acoustic forces generated by advanced acoustic actuators provide the opportunity for rapid, precise, and single-step separation and displacement of particles and cells. In this research, the effect of an applied acoustic field on the simultaneous separation and manipulation of particles was thoroughly simulated, leading to the proposal of a hybrid device based on standing surface acoustic waves (SSAW) to enhance and refine the quality of these processes. The simulation results clearly demonstrate that SSAW, by generating high-pressure zones within the field, allows for more efficient and effective separation and displacement of particles. Ultimately, an SSAW transducer device was designed and fabricated, and the results of the extensive simulations conducted confirmed the accuracy and reliability of this research, demonstrating significantly higher efficiency compared to previous designs and technologies.
Keywords
Standing Surface Acoustic Waves (SSAW), Ultrasonic Waves, Acoustic Manipulation, Acoustic Separation