Field enhancement in microfluidic semiconductor nanowire array
Notice bibliographique
Résumé
Nano-material integrated microfluidic platforms are increasingly being considered to accelerate biological sample preparation and molecular diagnostics. A major challenge in this context is the generation of high electric fields for electroporation of cell membranes. In this paper, we have studied a novel mechanism of generating a high electric field in the microfluidic channels by using an array of semiconductor nanowires. When an electrostatic field is applied across a semiconductor nanowire array, the electric field is localized near the nanowires and the field strength is higher than what was reported previously with various other micro-geometries. Nanowires made of ZnO, Si, and Si–SiO2 and their orientation and array spacing are considered design parameters. It is observed that for a given ratio of the spacing between nanowires to the diameter, the electric field enhancement near the edges of ZnO nanowires is nearly 30 times higher compared to Si or Si–SiO2 nanowire arrays. This enhancement is a combined effect of the unique geometry with a pointed tip with a hexagonal cross section, the piezoelectric and the spontaneous polarization in the ZnO nanowires, and the electro-kinetics of the interface fluid. Considering the field localization phenomena, the trajectories of E. coli cells in the channel are analyzed. For a given inter-nanowire spacing and an applied electric field, the channels with ZnO nanowire arrays have a greater probability of cell lysis in comparison to Si-based nanowire arrays. Detailed correlations between the cell lysis probability with the inter-nanowire spacing and the applied electric field are reported.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,001 |
| 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)
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 tête enseignante, 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 ».