Optoelektrobenetzung zur Nanolitertröpfchen-Aktuierung, genauer betrachtet
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit dem Übergang der analytischen Chemie zu „Lab on a chip 2.0“- Ansätzen, die sich auf einzelne Flüssigkeitströpfchen („digitale Mikrofluidik“, DMF) statt auf Fluid-Kapillarkanäle stützen, ist die Tröpfchenaktuierung/-bewegung wichtig geworden. Ein möglicher Ansatz basiert auf Elektrobenetzung („electrowetting on dielectric“, EWOD) mit einer elektrischen Kontrolle der Tröpfchenbewegung auf einem geeignet beschichteten Substrat. Dies hat den Nachteil, dass alle gewünschten Tröpfchenpositionen schon vor der Chip-Herstellung bekannt sein müssen, da eine der Elektrodenschichten entsprechend strukturiert werden muss. Für Optoelektrobenetzung („optoelectrowetting“, OEW) muss keine der Elektrodenschichten strukturiert werden; aber die Schichtenfolge ist durch eine zusätzliche photoleitfähige Schicht aufwändiger. Der Tropfen wird dahin bewegt, wohin ein Lichtfleck bewegt wird, der die elektrischen Parameter der Schichtenfolge lokal verändert. Das Projekt hat für die Optimierung der relevanten Parameter der Schichtenfolge, des Tröpfchens und seiner Beleuchtung Designregeln geliefert. Gleichwohl bleibt die OEW-Anwendung in der Praxis schwierig, da der Effekt von Tröpfchengröße, -leitfähigkeit, beleuchtetem Tröpfchenanteil, Beleuchtungswellenlänge & -stärke abhängt, was eine Optimierung in jedem Einzelfall der Anwendung erfordert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Optimizing contact angle changes for droplet actuation by optoelectrowetting (OEW): A numerical multi-parameter analysis. Sensors and Actuators A: Physical, 365, 114835.
Oliveira, E.; Doering, C. & Fouckhardt, H.
