Documentation
Pas de panique ! je réorganise juste !
Instant culture
Sources :
- Pour comprendre : https://blog.darwin-microfluidics.com/glossary/digital-microfluidics-microfluidics-explained/
- Pour comprendre ++ : https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_microfluidics
Instant culture :
- La microfluidique est la science qui traite des écoulements de liquides dans des canaux de taille micrométrique. Il suffit qu’une dimension du canal soit de l’ordre du micromètre ou de la dizaine de micromètres pour que l’on commence à parler de microfluidique.
- Une puce microfluidique est un ensemble de micro-canaux gravés ou moulés dans un matériau. Ce réseau de micro-canaux enfermé dans la puce microfluidique est relié à l’extérieur par des entrées et des sorties percées à travers la puce, comme des interfaces entre le monde macro et micro.Par ces entrées et sorties ont injecte ou évacues les liquides ou les gaz a l'aide de systèmes actifs comme une pompe.
- Le PDMS, (polydiméthylsiloxane), est utilisé pour fabriquer ces puces pour sa simplicité d’usage et la facilité à établir des protocoles de fabrication contrôlés, de plus il permet de construire rapidement des prototypes
Sassi : De ce que j'en comprends, l'électro-microfluidique numérique est une sorte de domaine de la microélectronique, où on utilise des microgouttelettes (fluide à identifier) sur une surface hydrophobe/imperméable. Les microgouttelettes sont manipulés grâces à des électrodes sur un quadrillage.
By Grisafi95 - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DMF_open_and_closed_system.pdf, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=79631238
Comment ?
La surface de tension change en augmentant le voltage : la gouttelette s'écrase en partie, puis roule.
Equation de Young-Lippmann :
Remarque :
- Comme microgouttelettes, ne "mouille" pas la surface. Quasi 100% du liquide est réutilisée. C'est à cause de la tension de surface du liquide
- Faire un pile qu'on secoue avec le "Phénomène inverse" (cf : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectromouillage)
Pourquoi faire ?
Des utilisations dans la spectrométrie de masse, la colorimétrie, l'électrochimie, l'électrochimiluminescence
Au fablab spécifiquement ?
--> Jeux ?
-->
Recherches vrac
Fabrication
Marche pas trop ce 1er lien, trop imprécis
"For example, a closed PCB-based EWOD device manufacturing method was proposed to drive 1 μL droplet, and the manufacture of a dielectric layer (SU-8) and a hydrophobic layer (Teflon AF1600) on the PCB is completed by chemical vapor deposition (CVD) technology "
https://www.frontiersin.org/journals/physics/articles/10.3389/fphy.2020.00193/full
Exemple fait avec
Besoin :
- E‐beam evaporator
- Photolithography (avec plusieurs masques pour notre circuit)
- Using plasma‐enhanced chemical vapor deposition (PECVD)
Information trouve pour la conception de la PCB (Alexa):
Pour le couche de revêtement (Dielectric layer):
- Parylene
- Silicone dioxyde
- Kapton
Pour connaître plus sur les matériaux de la couche insolant (Guide de comment choisir le matériaux diélectrique):
https://www.proto-electronics.com/blog/how-to-choose-your-pcb-dielectric-material
Pour la couche hydrophobique:
- PDMS
- Aquapel® ou silanization (Pour reinforcer)
- Cytonix Fluoropel
Les matériaux utilisés dans OpenDrop ont les spécifications suivantes:
http://www.gaudi.ch/OpenDrop/?p=544
"The cartridge is composed of multiple layers. Laminated to the electrode array circuit board is a ETFE foil coated with a hydrophobic coating FluoroPel PFC1601V from Cytonix. The conductive ITO glass is attached to the board though double sided adhesive with the exact thickness of the liquid gap. A frame and top cover protect and hold in place the top cover glass."
Info sur les materiaux hydrophobiques et leur utilisation dans les puces microfluidiques : https://blog.darwin-microfluidics.com/glossary/hydrophobic-microfluidic-explained/
https://blog.darwin-microfluidics.com/hydrophilic-and-hydrophobic-coatings-for-droplet-generation/
Pour le liquide utilise:
https://gaudishop.ch/index.php/product/digital-liquid-5ml/
Ingredients:
- 1.5ml Propylenglycol
- 3.5ml Distilled Water
- 10ul Silicon Oil 5cSt
- 175ul Ink
Pour la conception de la PCB:
Options possibles :
Or (Au) → Excellente conductivité et stabilité, mais coûteux
Platine (Pt) → Très stable et durable, mais cher et légèrement plus résistant que l’or.
Palladium (Pd) → Bonne alternative mais peut se dégrader chimiquement à long terme.
Nitrure de titane (TiN) → Bonne durabilité, coût raisonnable, mais conductivité légèrement inférieure à l’or.
Effets du choix du revêtement :
Moindre conductivité (ex: TiN, Pd) → Nécessite des tensions plus élevées.
Moins de stabilité chimique (ex: Pd) → Dégradation plus rapide des électrodes.
Mauvaise mouillabilité (ex: Pt) → Nécessite un revêtement hydrophobe (ex: Teflon-AF).
Coût inférieur (ex: TiN, Pd) → Possible, mais nécessite des couches protectrices supplémentaires.
Le nitrure de titane (TiN) avec un revêtement hydrophobe (ex: Teflon-AF) semble être une bonne option en raison de sa durabilité et de son coût modéré.
https://www.frontiersin.org/journals/physics/articles/10.3389/fphy.2020.00193/full
https://www.youtube.com/watch?v=Mpo1P5eEUU8
Faite avec un PLA conducteur et parafilm et huile d silicone
https://www.youtube.com/watch?v=tDuUhBvmfzw
Plus concis / Résumé ?
Plus concisement:
Pour le substrate:
- On peut utiliser du verre, FR4, ou PDMS (celle utilise dans OpenDrop)
Pour le revetment conducteur:
- ITO (Indium Tin Oxide)
- Or (plus cher utilise dans OpenDrop)
- Tin (Nitrute du Titane)
Pour la couche dielectrique:
- Parylene
- Silicone
- Teflon
Pour la couche hydrophobique:
- Cytop (Fluoropolymer Coating)
- Teflon AF
- Spin-coated PDMS
Machines a utiliser:
Équipement de fabrication de PCB :
- Fraiseuse CNC (ex. : Bantam Tools, Othermill) – Pour graver les pistes du PCB.
- Découpeuse laser – Si le substrat en polymère.
- Installation de photolithographie – Pour réaliser des pistes conductrices ultra-fines avec photomasque et processus de gravure.
Équipement de dépôt :
- Dépôt par pulvérisation cathodique (sputtering) ou évaporation thermique – Pour le dépôt d'ITO ou de métal.
- Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) – Pour l'application d'une couche diélectrique en Parylène-C.
- Spin coater – Pour un revêtement uniforme en Cytop ou Teflon.
Gravure et traitement de surface :
- Gravure chimique humide (Chlorure ferrique, CuCl₂ ou solution d'attaque pour ITO) – Si on utilise des méthodes de PCB soustractives.
- Nettoyeur plasma (O₂ Plasma ou CF₄ Plasma) – Pour améliorer l'adhésion de surface et nettoyer les couches hydrophobes.
Tests électriques et inspection :
- Multimètre & Oscilloscope – Pour vérifier la connectivité et l'isolation diélectrique.
- Goniomètre d'angle de contact – Pour mesurer la mouillabilité et assurer de bonnes performances en électromouillage.
Aperçu du processus :
- Préparer le substrat – Découper le verre ou le matériau PCB.
- Déposer la couche conductrice – Pulvérisation cathodique, impression ou fraisage CNC.
- Appliquer la couche diélectrique – Spin coating ou CVD pour l'isolation.
- Appliquer le revêtement hydrophobe – Cytop, Teflon AF ou PDMS.
- Structurer les électrodes – Photolithographie, gravure ou fraisage.
- Tester et optimiser – Mesurer les angles de contact et la réponse en tension.
Protocole (en propre !)
Matériel
Machines
Support
Protocole
Plaque PCB?
2eme part
3eme part
4eme part