Joule heating and heat transfer in poly(dimethylsiloxane) microfluidic systems
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Notice bibliographique
Résumé
Joule heating is a significant problem in electrokinetically driven microfluidic chips, particularly polymeric systems where low thermal conductivities amplify the difficulty in rejecting this internally generated heat. In this work, a combined experimental (using a microscale thermometry technique) and numerical (using a 3D "whole-chip" finite element model) approach is used to examine Joule heating and heat transfer at a microchannel intersection in poly(dimethylsiloxane)(PDMS), and hybrid PDMS/Glass microfluidic systems. In general the numerical predictions and the experimental results agree quite well (typically within +/- 3 degree C), both showing dramatic temperature gradients at the intersection. At high potential field strengths a nearly five fold increase in the maximum buffer temperature was observed in the PDMS/PDMS chips over the PDMS/Glass systems. The detailed numerical analysis revealed that the vast majority of steady state heat rejection is through lower substrate of the chip, which was significantly impeded in the former case by the lower thermal conductivity PDMS substrate. The observed higher buffer temperature also lead to a number of significant secondary effects including a near doubling of the volume flow rate. Simple guidelines are proposed for improving polymeric chip design and thereby extend the capabilities of these microfluidic systems.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 découle