Loading...

Design and Manufacturing of a Setup for Solid-state Nanopore Fabrication

Bayat, Alireza | 2022

786 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 55566 (08)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Mechanical Engineering
  6. Advisor(s): Akbari, Javad; Taghipour, Mojtaba
  7. Abstract:
  8. The aim of the current research is to study the process of making a solidstate nanopore by molding from PDMS polymer and to make a laboratory sample of a solidstate nanopore manufacturing device using this method. Solid-state nanopores are used to control ion transport in microfluidic channels,lab-on-a-chip detection to study nucleic acids and proteins, desalination, nanofluidic transistors,single-cell sensing tools, and particle classification. In general, the smaller the nanopore, the shorter the length and the higher the mechanical stability, the better the performance. In this research, chips have been made on which there is a blade with a sharpness of 10 nanometers and a height of 10 micronmeters. In order to use these chips, first a device was designed and built to hold the chips so that the movement of the chips can be accurately controlled. Then, this device is used to make a nanopore by soft lithography method. By positioning and contacting the edge of orthogonal blades, it was possible to make polymer nanopores made of PDMS with an accuracy of 100 nm. Also, two new methods for precise chip positioning were tested and presented
  9. Keywords:
  10. Soft Lithographay ; Resistive Pulse Sensing ; Lab-on-a-Chip ; Sensing ; Solid State Nanopore ; Nanopore Fabrication ; Laboratory Bench Mark ; Microfluidic Channels

 Digital Object List

 Bookmark

  • چکیده
  • فهرست مطالب
  • فهرست جدول‌ها
  • فهرست تصویرها
  • فصل1: مقدمه
    • 1-1 اهمیت پژوهش
    • 2-1 روش‌های شناسایی ذرات
    • 3-1 دنا
      • 1-3-1 ماهیت دنا
      • 2-3-1 توالی‌یابی دنا
    • 4-1 اصل کالتر و روش شناسایی پالس مقاومتی
      • 1-4-1 بیان اصل کالتر
      • 2-4-1 استفاده از روش اصل کالتر در نسل آینده‌ی توالی‌یاب‌های DNA
    • 5-1 قالب‌گیری نرم در ساخت دقیق
    • 6-1 تنظیم فصول پایان‌نامه
  • فصل2: مرور پیشینه پژوهش
    • 1-2 انواع ریزروزنه
      • 1-1-2 تقسیم‌بندی ریزروزنه‌ها از نظر مواد سازنده
      • 1-1-1-2 ریزروزنه‌های زیستی
      • 2-1-1-2 ریزروزنه‌های حالت جامد
      • 2-1-2 تقسیم‌بندی ریزروزنه‌ها از نظر راستا
      • 1-2-1-2 ریزروزنه‌های در راستای صفحه
      • 2-2-1-2 ریزروزنه‌های عمود بر صفحه
    • 2-2 شناسایی پالس مقاومتی
    • 3-2 انواع روش‌های ساخت ریزروزنه جامد
      • 1-3-2 ساخت ریزروزنه با طرح‌نگاری نوری
      • 2-3-2 ساخت با باریکه لیزر
    • 1-2-3-2 ریشه‌کنی لیزری
    • 2-2-3-2 طول موج لیزر
    • 3-2-3-2 اندازه‌ی قطر باریکه‌ی لیزر
    • 4-2-3-2 متمرکز کردن باریکه لیزری
    • 5-2-3-2 جمع‌بندی ساخت ریزروزنه با استفاده از لیزر
      • 3-3-2 ساخت با باریکه یونی و الکترونی
      • 4-3-2 ساخت ریزروزنه به کمک زدایش ناهمسان‌گرد
      • 5-3-2 ساخت ریزروزنه به کمک باریکه شکست دی‌الکتریک کنترل شده
    • 1-5-3-2 روش ساخت ریزروزنه به کمک شکست دی‌الکتریک کنترل شده
    • 2-5-3-2 حل مشکل ایجاد چند ریزروزنه و نامشخص بودن محل تشکیل ریزروزنه
      • 6-3-2 روش‌های غیرمتداول
    • 1-6-3-2 ساخت ریزروزنه به روش زدایش همگن دو کانال مجاور هم
    • 2-6-3-2 ساخت کانال نانومتری به وسیله ایجاد ترک
    • 3-6-3-2 ساخت ریزرزونه با استفاده از سوزن
    • 4-6-3-2 تشکیل ریزروزنه در محل تماس دو صفحه
    • 5-6-3-2 ساخت ریزروزنه به روش لایه‌نشانی
    • 6-6-3-2 ساخت ریزروزنه با استفاده از روش طرح‌نگاری چاپی
    • 7-6-3-2 روش اصلی - احمدی در ساخت ریزروزنه‌ی حالت جامد
    • 4-2 موقعیت‌دهی دقیق
    • 5-2 جمع‌بندی
  • فصل3: ملزومات ساخت دستگاه
    • 1-3 تراشه‌های سیلیکونی
    • 2-3 خواسته‌های طراحی
      • 1-2-3 نگه‌داری تراشه
      • 2-2-3 موقعیت‌دهی تراشه‌ها
      • 3-2-3 راهکار برخورد تراشه‌ها به یکدیگر
      • 4-2-3 افزایش دمای محیط تراشه‌ها به‌منظور قالب‌گیری
      • 3-3 جمع‌بندی
  • فصل4: طراحی و ساخت دستگاه
    • 1-4 سیستم موقعیت‌دهی دقیق
      • 1-1-4 موقعیت‌دهی دقیق تراشه‌ها با استفاده از نیروی دافعه‌ی مغناطیسی
      • 2-1-4 موقعیت‌دهی دقیق با سیستم خلأ
      • 1-3-1-4 موتورپله‌ای
      • 2-3-1-4 راه‌انداز موتور پله‌ای
      • 3-3-1-4 محرک خطی پیچ پیشران (لیداسکرو و بال اسکرو )
      • 4-3-1-4 طراحی سیستم موقعیت‌دهی دقیق
      • 5-3-1-4 مواد پیزوالکتریک
    • 2-4 سیستم کنترل و بازخورد
      • 1-2-4 کنترل موتور پله‌ای
      • 2-2-4 سیستم بازخورد الکتریکی
      • 3-2-4 سیستم بازخورد خازنی
    • 3-4 سیستم قالب‌گیری
    • 4-4 جمع‌بندی
  • فصل5: برداشتن PDMS از روی تراشه‌ها
    • 1-5 آماده‌سازی سطح تراشه‌ها پیش از قالب‌گیری
    • 2-5 جدا کردن PDMS از روی تراشه‌ها پس از قالب‌گیری
    • 3-5 ماشین‌کاری شیشه
  • فصل6: جمع‌بندی و نتیجه‌گیری
    • 1-6 دستاوردهای پژوهش
    • 2-6 آینده‌ی پژوهش
      • مراجع
...see more