طراحی و شبیه سازی یک ریزپمپ الکترواسموتیکی برای استفاده در کاربردهای انتقال دارو

در این مقاله، طراحی و شبیه سازی یک ریزپمپ الکترواسموتیکی برای استفاده در کاربردهای زیست پزشکی و دستگاه های انتقال دارو گزارش شده است. این شبیه سازی بر پایه تکنولوژی MEMS بوده و با فرآیندهای ساخت سیستم های ریزالکترومکانیکی در تعامل است. پدیده الکترواسموتیک، خواص اصلی کار شده در این ریز پمپ بوده و ایده اصلی ساختار پیشنهادی، بهره گیری از تکنیک افزایش سطح تماس سیال با دیواره داخلی کانال اصلی ریز پمپ است. برای این منظور، ریزکانال هایی در طول مسیر کانال تعبیه شده است؛ که این ریزکانال های استفاده شده، با افزایش سطح تماس بین سیال و دیواره باعث تقویت اثر الکترواسموتیک در داخل ریزپمپ ، افزایش سرعت سیال و در نتیجه افزایش نرخ خروجی سیال ریزپمپ شده است. نتایج شبیه سازی نشان داده که کمینه مقدار سرعت در داخل ریزپمپ ساده ای با ابعاد ۶۰۰ در ۳۰۰ میکرومتر و اختلاف پتانسیل اعمالی ۱۰ ولت بدون ریزکانال برابر ۲۲/۰ میلی متر بر ثانیه بوده و با افزایش تعداد ریزکانال ها به دو عدد با ابعاد ۵۰۰ در ۱۴۰ میکرومتر، سرعت سیال به ۵۴/۰ میلی متر بر ثانیه رسیده است. در ساختارهای طراحی شده با ۵ و ۸ ریزکانال با طول های بهینه شده ۲۵۰ و ۵۰ میکرومتر برای هر کدام نیز به ترتیب سرعت سیال برابر ۷۲/۰ و ۷۹/۰ میلی متر بر ثانیه شده است. با افزودن ریزکانال های پیشنهادی به ساختار ریزپمپ الکترواسموتیکی، افزایش حدودا ۶/۳ برابری نرخ خروجی سیال ریزپمپ نسبت به حالت بدون استفاده از ریزکانال در داخل ساختار حاصل شده است.

Keywords:

ریزپمپ الکترواسموتیکی , ریزکانال , دارو رسانی , سیستم های میکروالکترومکانیکی , MEMS.