Maticové pole pro planární dielektroforetickou mikromanipulaci

Active: 
no

V rámci výzkumu řízení bezkontaktní manipulace s mikroskopickými objekty bude úkolem této práce ověřit koncept fázového buzení maticového elektrodového pole pro dieletroforézu. Dielektroforéza je fyzikální jev, kdy se vlivem elektrického pole pohybují i elektricky neutrální objekty a jako taková je populárním nástrojem k transportu, separaci a identifikaci různého materiálu v biologii, chemii ale také lékařství.
 
Při dieletroforéze je klíčovým prvkem elektrické pole, které je ze značné míry určeno jednak uspořádáním elektrod a také jejich buzením. Většinou se při řízení dieletroforézy využívá proměnné amplitudy harmonického signálu, případně je možné měnit frekvenční obsah signálu složeného z několika harmonických. Dosud ale nejsou zprávy o tom, že by se využívalo řízení pomocí proměnné fáze signálu. Naše předběžné simulace ukazují, že by mohlo jít o zajímavý způsob se slibným dopadem. Fázové buzení je zvláště zajímavé ve spojení s tzv. maticovým elektrodovým polem, kde jsou jednotlivé elektrody rozmístěny jako na šachovnici.

Jádrem této práce je tedy ověřit koncept využití proměnné fáze pro řízení dieletroforézy. Zatímco teoretická část práce by byla zaměřená především na simulace a návrh řídicích algoritmů, praktická by zahrnovala návrh firmware pro mnohakanálový generátor signálu vyvinutý ve skupině aa4cc, úpravu experimentální aparatury a především provedení samotných experimentů. Poměr mezi teoretickou a praktickou částí je možné upravit podle preferencí řešitele.

Výsledek práce může být potenciálně aplikovatelný například v oblasti tzv. samoskládání součástek, které je nadějnou metodou skládání mikroskopických zařízení.

Contact person: 
Jiří Zemánek
Image: Simulation of dielectrophoresis above a matrix electrode array 4 x 4