Multidimensional particle fractioning using surface acoustic waves

使用表面声波进行多维颗粒分级

基本信息

项目摘要

For many industrial applications, in process engineering and food chemistry as well as pharmaceutical production, particulate systems are of vital importance. In microfluidics, forces acting on particles scale differently due to the square cube law. Here passive and active methods can be applied for fractionation. Passive methods such as inertial flow or flow focusing have the benefit to be very robust and do not require external energy. However, active methods applying external fields (such as magnetic, electric, and acoustic fields) offer a greater flexibility at the expense of more complex systems. A combination of both types opens the possibility to build a flexible and controllable system that can be adapted to the different parameters of varying particle suspensions. Therefore, these systems are well suited to fractionate particle suspensions by different properties. The aim of the research project is to setup a system using surface acoustic waves to manipulate and sort particles due to their size, shape and acoustic contrast (density and compressibility). In order to be able to characterize such systems, a deep neural network should be applied to learn the particle position based on astigmatically deformed particle images. In addition, the network can be trained to extend the applicability of this measurement technique to multi dispersed particles and to detect the corresponding size and shape of the particles. Finally, microfluidics fractionation systems shall be produced at the technology center (Center of Micro- and Nanotechnologies) at TU Ilmenau and characterized in detail, to draw conclusions on the design of technical relevant systems for the customizable fractioning of suspensions of very fine particles (< 500 nm).
对于许多工业应用,在工艺工程和食品化学以及制药生产中,颗粒系统至关重要。在微流体中,由于平方立方定律,作用在颗粒上的力的比例不同。在这里,可以应用被动和主动方法进行分馏。诸如惯性流或流聚焦的被动方法具有非常稳健并且不需要外部能量的益处。然而,施加外部场(例如磁场、电场和声场)的主动方法以更复杂的系统为代价提供了更大的灵活性。这两种类型的组合打开了建立一个灵活和可控的系统,可以适应不同的参数变化的颗粒悬浮液的可能性。因此,这些系统很好地适用于不同性质的压裂颗粒悬浮液。该研究项目的目的是建立一个系统,使用表面声波来操纵和分类颗粒,因为它们的大小,形状和声学对比度(密度和可压缩性)。为了能够表征这样的系统,应该应用深度神经网络来基于变形的粒子图像学习粒子位置。此外,可以训练网络以将这种测量技术的适用性扩展到多分散颗粒,并检测颗粒的相应尺寸和形状。最后,微流控分馏系统将在TU Ilmenau的技术中心(微纳米技术中心)生产,并进行详细表征,以得出关于设计技术相关系统的结论,用于定制极细颗粒(< 500 nm)悬浮液的分馏。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr.-Ing. Christian Cierpka其他文献

Professor Dr.-Ing. Christian Cierpka的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Christian Cierpka', 18)}}的其他基金

Spreading of aerosols in mixed convection in a generic passenger cabin
普通客舱内混合对流气溶胶的传播
  • 批准号:
    468826999
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Simultaneous volumetric measurement of the velocity and temperature field in Rayleigh-Bénard cells with large aspect ratio
大纵横比瑞利-伯纳德池中速度场和温度场的同时体积测量
  • 批准号:
    429328691
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Combined investigations on the temperature and flow field on an acoustically-driven microfluidic 2D-single cell per well analysis system
声驱动微流控二维单细胞每孔分析系统的温度和流场联合研究
  • 批准号:
    417890455
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
More efficient electrochemical energy conversion through near-wall flow control
通过近壁流量控制实现更高效的电化学能量转换
  • 批准号:
    239325001
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Independent Junior Research Groups
Parasitic heat transport in thermal energy storage for Carnot batteries
卡诺电池热能存储中的寄生热传输
  • 批准号:
    525893212
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes

相似国自然基金

环形等离子体中的离子漂移波不稳定性和湍流的保结构Particle-in-Cell模拟
  • 批准号:
    11905220
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高效率单细胞分析微流控芯片的机理研究
  • 批准号:
    31970754
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
酵母RNase MRP的结构及催化机制研究
  • 批准号:
    31900929
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于多禁带光子晶体微球构建"Array on One Particle"传感体系
  • 批准号:
    21902147
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
微流控技术构筑分子型胶体光子晶体微珠及其在光催化领域的应用研究
  • 批准号:
    21703197
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
引入昆虫复视机制的粒子滤波算法及其视觉伺服应用研究
  • 批准号:
    61175096
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
电子聚焦电场增强等离子体离子注入/沉积基本理论研究
  • 批准号:
    11075012
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    48.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
微复型过程中聚合物流动填充机理的可视化实验分析
  • 批准号:
    50975227
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
空气污染(主要是diesel exhaust particle,DEP)和支气管哮喘关系的研究
  • 批准号:
    30560052
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

How Does Particle Material Properties Insoluble and Partially Soluble Affect Sensory Perception Of Fat based Products
不溶性和部分可溶的颗粒材料特性如何影响脂肪基产品的感官知觉
  • 批准号:
    BB/Z514391/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Training Grant
Collaborative Research: Laboratory Measurements of Oxygen (O) and Nitrogen (N2) Ultraviolet (UV) Cross Sections by Particle Impact for Remote Sensing of Thermosphere O/N2 Variation
合作研究:通过粒子撞击实验室测量氧气 (O) 和氮气 (N2) 紫外线 (UV) 截面,以遥感热层 O/N2 变化
  • 批准号:
    2334619
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Humidity and Temperature Effects on Phase Separation and Particle Morphology in Internally Mixed Organic-Inorganic Aerosol
合作研究:湿度和温度对内部混合有机-无机气溶胶中相分离和颗粒形态的影响
  • 批准号:
    2412046
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Statistical foundations of particle tracking and trajectory inference
职业:粒子跟踪和轨迹推断的统计基础
  • 批准号:
    2339829
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Interacting Particle Systems and their Mean-Field PDEs: when nonlinear models meet data
职业:相互作用的粒子系统及其平均场偏微分方程:当非线性模型遇到数据时
  • 批准号:
    2340762
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Do fine-scale water column structure and particle aggregations favor gelatinous-dominated food webs in subtropical continental shelf environments?
细尺度水柱结构和颗粒聚集是否有利于亚热带大陆架环境中以凝胶状为主的食物网?
  • 批准号:
    2244690
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Influence of RNA on icosahedral virus particle structure
RNA对二十面体病毒颗粒结构的影响
  • 批准号:
    BB/Y005732/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
A novel precision-engineered microfluidic chip for wear particle research
一种用于磨损颗粒研究的新型精密设计微流控芯片
  • 批准号:
    DP240102971
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Application of the virus-like particle (VLP) technology in the development of anti-tick vaccine, utilizing novel salivary proteins from Haemaphysalis longicornis ticks.
利用长角血蜱的新型唾液蛋白,应用病毒样颗粒(VLP)技术开发抗蜱疫苗。
  • 批准号:
    24K18027
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Particle classification and identification in cryoET of crowded cellular environments
拥挤细胞环境中 CryoET 中的颗粒分类和识别
  • 批准号:
    BB/Y514007/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了