Continuous fractionation of micro- and nanoparticles in polar and non-polar media using concentric inhomogeneous electrical fields

使用同心非均匀电场连续分级极性和非极性介质中的微米颗粒和纳米颗粒

• 批准号: 209605173
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jorg Thöming
• 金额: --
• 依托单位: Fachgebiet Chemische Verfahrenstechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/209605173?language=en
• 关键词: Continuous; fractionation; micro; nanoparticles; polar

Ziel dieses Projekts sind neue Erkenntnisse, die erstmals mit Hilfe von Dielektrophorese (DEP) eine energieeffiziente Fraktionierung von in polaren und unpolaren Medien suspendierten Mikro- und Nanopartikeln erlauben sollen. DEP, die Beschleunigung von suspendierten neutralen oder geladenen Partikeln durch unterschiedliche dielektrische Polarisation von Partikel und Medium in inhomogenen elektrischen Feldern, ist spezifisch für die Größe und Permittivität der Partikel und wird heute bereits in mikrofluidischen Systemen eingesetzt. Für größerskalige Anwendungen scheinen allerdings Volumenstrom und Partikelgröße gegenwärtig durch Zielkonflikte limitiert zu sein. Beispielsweise erfordert eine steigende Durchflussrate einen vergrößerten Elektrodenabstand, der wiederum störende elektrother-mische Nebeneffekte verstärkt. Um diese Zielkonflikt-Probleme lösen zu können, ist ein vertieftes Verständnis der wechselseitigen Parameterabhängigkeiten erforderlich. Mittels einer skalenübergrei-fenden Betrachtung unter Verwendung eines neuartigen Trennapparats mit konzentrischem, inhomo-genem elektrischen Feld wollen wir diese Abhängigkeiten darstellen. Hierzu soll der mittlere Partikeldurchmesser von 50 nm bis 50 μm variiert werden, die charakteristische Länge von 500 μm bis 10 mm, die elektrische Spannung von 100 bis 1000 V und deren Frequenz von 10 bis 220 kHz bei angepasster Elektrodenisolierung. Ferner soll ein Modell entwickelt und validiert werden, mit dem die induzierten Partikelbewegungen simuliert und ein Demonstrator für eine kontinuierliche Fraktionierung ausgelegt werden können.

这些项目是一项新的研究，最初是由介电体（DEP）提供的，它是一种在极化和非极化介质中悬浮的纳米粒子和纳米粒子。DEP，通过不均匀电场中粒子和介质的非均匀电极化作用，将粒子悬浮在中性或凝胶中，是粒子的Größe和Permittivität的特殊之处，也是微流体系统的核心。Für größerskalige Anwendungen scheinen allerdings Volumenstrom und Partikelgröße gegenwärtig durch Zielkonflikte limitiert zu sein. Beispielsweise erfordert eine steigende Durchflussrate einen vergrößerten Elektrodenabstand，der wiederum störende elektrother-mische Nebeneffekte verstärkt. Um diese Zielkonflikt-Probleme lösen zu können，ist ein vertieftes Verständnis der wechselseitigen Parameterabhängigkeiten erforderlich. Mittels einer skalenübergrei-fenden Betrachtung unter Verwendung eines neuartigen Trennapparats mit konzentrischem，inhomo-genem elektrischen费尔德将我们的Abhängigkeiten darstellen。Hierzu soll der mittlere Partikeldurchmesser von 50 nm bis 50 μm variiert韦尔登，die charakteristische Länge von 500 μm bis 10 mm，die elektrische Spannung von 100 bis 1000 V and deren Frequenz von 10 bis 220 kHz being angepaster Elektrodenisolierung. Ferner soll ein Modell entwickelt and validiert韦尔登，mit dem die induzierten Partikelbewegungen simuliert and ein Demonstrator für eine kontinuierliche Fraktionierung ausgelegt韦尔登können.