כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו...

21
סססmicro-electro-fluidic-systems ססס ססססססססס ןןןןןןן – ןןןן ןןןןןןןן ןןןןןן ןןןן ןןןן ןןןןןןןןןןןןןןן ןןןןןןן ןןןןןן ןןןןWelcome to MEFS WHAT IS MEFS: Micro Electro Fluidic Systems Fluidics MEMS Microfluidics

Post on 21-Dec-2015

248 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Welcome to MEFS

WHAT IS MEFS:Micro Electro Fluidic SystemsFluidics MEMSMicrofluidics

Page 2: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Microfluidics Terminology Keywords

Page 3: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Microfluidics Volumes

1mm3

Page 4: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Scaling Effects

Page 5: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Scale and its effects

Macro flow Micro flow Scaling factor S

Momentum Dominant Small s3

Viscous

forcesSmall Dominant s1

Gravity Significant Insignificant s3

Surface

tensionInsignificant Significant s1

Page 6: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Illustrating the scaling

effects

Page 7: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Microfluidic devices

MicrovalvesMicropumpsMicrofluidic dispensersMixersMicrofluidic amplifiersMicrochannels and NetworksMicroneedlesLab-on-chip

Page 8: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Lab-on-a-chip

Micro Total Analysis System

Sample inlet pump Valves Sample Reaction well

ReagentsDetection

Product transport

Page 9: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Lab-on-a-Chip

Micro Total Analysis System

Lab-on-a-chip concept enables chemical reagent manipulation (dispensing, mixing, incubation, reaction, analysis) on a very small surface area (1cmx1cm) using extremely small reagent quantities

Advantages:Low reagent volume/low analysis cost Fast results (short reagent diffusion time) High precisionPortability

Page 10: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Lab-on-a-chip technologyLab-on-a-chip technology

Caliper Technologies

Page 11: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Dermis

Epidermis

SCCosmetics

Vaccines/diagnostics

Systemic/diagnostics

Reservoir/sensor

Close loopClose loop

Drug DeliveryDrug Delivery DiagnosticsDiagnostics

הישראלית (דר' ש. ישורון מייסד)nanopassמפותח ומיוצר ע"י חב'

Drug delivery

Page 12: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Fluid Actuation- a lot of physics is involved

Page 13: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Obvious Benefits

Page 14: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

More Benefits

Page 15: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Major Applications

SPACE INDUSTRY

Page 16: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Microfluidics Risks

Local Israeli Industry just starting to be involved

• Products cost should meet market expectation, namely be sufficiently low

Page 17: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Microfluidics Technology

Materials: Silicon, glass or plastics

Fabrication Methods: Depend on materials

Packaging: Unique issues related to liquids

Simulations: CFD- computational Fluidic Dynamics

Page 18: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

MEFS Significance

• Microfluidic MEMS technology has potential

of revolutionizing biochemical/medical sciences

in a similar way as microprocessor has

revolutionized computer science

• Understanding and modeling of micro flow

phenomena is still largely unexplored subject

• There are interesting and still emerging new microfluidic applications meeting vast market needs

Page 19: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Leading companies

Hewlett-Packard (ink jets) Agilent Technologies (BioChips) Motorola (DNA Chips) Caliper Technologies (Lab-on-chip) ….MANY MORE

Page 20: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניון Leading Journals reporting onחשמל

MEFS:

JMEMS (IEEE)

JMM (IEE)

Page 21: כנס micro-electro-fluidic-systems יעל נמירובסקי מיקרו-ג'יירו משולב סיבים אופטייםליאור גל, ערן לנגזם, אופיר דגני ויעל

יעל נמירובסקי micro-electro-fluidic-systemsכנס

הפקולטה להנדסת מרכז מחקר מיקרואלקטרוניקה – מכון טכנולוגי לישראלהטכניוןחשמל

Our Program Today

Introduction and tutorial on the complicated non-linear equations governing microflows

Dr. Michael Shusser (ME, Technion)

A taste of micropumps studied at TechnionDr. Andrew Machauf (Currently at Intel)

Micromachined BioChips studied at Tel Aviv UniversityProf. Yossi Shacham (EE, TAU)

Lab-on-chip developed at Technion to study mechanical properties of blood cells

Avishai Bransky (Biomedical Engineering, Technion