Infrared Chemical Imaging of Custom-Made Microfluidic Devices
Notice bibliographique
Résumé
Microfluidic devices are designed to streamline and improve the operation of chemical processes in a wide variety of industries. Miniaturization has a vast number of advantages; most notably, the large surface area to volume ratio which allow for enhanced control over the physical properties within devices. Such precision leads to more efficient reactions and higher quality products making on-chip chemical synthesis desirable. Optimization of device performance requires an in-depth analysis of the flow profiles, requiring in-situ characterization techniques. Infrared (IR) imaging integrated within microfluidic devices is a label-free, non-invasive detection strategy which provides an in-situ probe to visualize flow patterns and can be utilized to identify and quantify molecules on-chip. IR light is quickly attenuated by optically dense matter such as solvents and device materials when samples are probed in transmission or reflectance modes. In attenuated total reflection (ATR) mode, IR light is directed through a high refractive index material such as a Si internal reflective element (IRE) interrogating the sample-IRE interface with an evanescent wave, limited to within one micron of the surface in the wavelengths of interest. Such a localized probe depth allows for design freedom in both the channel depth and materials. Within a microfluidic device, this imaging technique probes the solution near the no-slip boundary; fluid near channel extremes is flowing at a much slower rate than the bulk due to resistance of the solution with the walls of the channels. As a comparison of the experimental results with the physical phenomena within the devices is crucial to justify the technique, flow profiles must be modelled with both commercial software and mathematical predictions. \n\nThis thesis aims to develop and demonstrate the focal plane array (FPA) imaging capabilities of the horizontal ATR microscope at the Mid-IR beamline of the Canadian Light Source by imaging fluid flow in custom-made microfluidic devices. Resulting images are compared to expected flow profiles generated by simulations. This work is highly motivated by a desire to implement synchrotron IR imaging using this endstation and offers a prerequisite study for larger field-of-view optimization with a globar source before the extension to synchrotron light, with lower noise and smaller spatial resolution, may be realized.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 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 ».