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Analysis and Evaluation of Capillary Passive Valves in Microfluidic Systems Using a Centrifugal Force

Cho, Han-Sang   (Microsystem Research Center, Korea Institute of Science and TechnologyCC0186926  ); Kim, Ho-Young   (Thermal/Flow Control Research Center, Korea Institute of Science and Technolog  ); Kang, Ji-Yoon   (Microsystem Research Center, Korea Institute of Science and Technolog  ); Kwak, Seung-Min   (Microsystem Research Center, Korea Institute of Science and Technolog  ); Kim, Tae-Song   (Microsystem Research Center, Korea Institute of Science and TechnologyCC0186926  );
  • 초록

    This work reports the theoretical and experimental investigations of capillary bust valves to regulate liquid flow in microchannels. The theoretical analysis uses the Young-Laplace equation and geometrical considerations to predict the pressure at the edge of the valve opening. Numerical simulations are employed to calculate the meniscus shape evolution while the interface is pinned at the valve edge. Microchannels and valves are fabricated using soft lithography. A wafer-rotating system, which can adjust the driving pressure by rotational speed, induces a liquid flow. Experimentally measured valve-bursting pressure agrees with theoretical predictions.


  • 주제어

    capillary burst valve .   centrifugal force .   microfluidics .   modeling .   soft lithography.  

  • 참고문헌 (4)

    1. M. J. Madou, C.-H. Shih, 'Design and fabrication of CD-like microfluidic platforms for diagnostics', Biomed. Microdevices, vol.3, pp. 245-254, 2001 
    2. J. Ducree, R. Zengerle, 'A corriolis-based split-andrecombine laminator for ultrafast mixing on rotating disks', in Proc., uTAS, 2003, pp. 603-606 
    3. D. C. Duffy, G. J. Kellogg, 'Micro fabricated centrifugal microfluidic systems: characterization and multiple enzymatic assays', Anal. Chem., vol.71, pp. 4669 - 4678, Oct. 1999 
    4. B.-H. Jo, D. J. Beebe, 'Three-Dimensional microchannel fabrication in polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer', J MEMS, vol.9, pp.76-81, Mar. 2000 

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