Effects of the Properties of Dielectric Materials on the Fabrication and Operation of Digital Microfluidic Systems
Notice bibliographique
Résumé
Digital microfluidic systems (DMS), where liquid droplets are manipulated on a planar surface, are the recent generation of microfluidic systems. Specifically, the systems where electrowetting force is employed for the actuation of droplets on a 2-D array of electrodes are capable of performing many of the basic fluidic operations. In these systems, the actuation force on the liquid droplet is a function of the applied voltage and its frequency, dielectric properties of the liquid and the insulating material, and finally the instantaneous position of the droplet between two adjacent electrodes. At lower frequencies the applied voltage is dropped almost entirely in the insulating layer for droplets of aqueous liquids. The unit area capacitance of the insulating layer depends linearly on the dielectric constant and inversely on the thickness. Therefore, for a given voltage and frequency, stronger actuation force can be generated if a thinner layer of material with high dielectric strength is used. However, the electric-field strength of the material poses the limitation on reducing the thickness of insulating layer. Typical insulators, with high electric field strength, used in microelectromechanical systems require quite sophisticated equipment for their deposition on the substrates. On the other hand, spin-coating of polymer insulators have been adopted as an economic and faster alternative technique for the fabrication of DMS. Polymer insulators possess reasonable dielectric strength and lower thickness can be achieved from higher spin speeds. However, low electric-field strengths of these materials prohibit working with thinner layers. As a result, actuation of droplets in DMS, fabricated using these materials as insulators, requires higher voltages. Higher applied voltages are not desirable for portable systems dealing with sensitive liquid samples. This paper presents an investigation on different insulating materials in terms of the ease of fabrication and the minimum voltage requirements for operation. The results can be useful in choosing the insulating material that will result in the expected level of performance while meeting the resource constraints. As a result, this paper specifies the material, based on the comparative study, that can be used to avoid the need for a sophisticated deposition system and the fabricated DMS can be operated with much lower voltages.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».