جلسه دفاع رساله دکتری (آقای بحق)

موضوع:  ساخت و مشخصه‌یابی میکرو پمپ الکترولیزی با تغییر زبری سطحیِ کاتد جهت بکارگیری در سیستم‌های تراپوستیِ تحویلِ دارو

ارائه دهنده: امیر مسعود بحق

استادان راهنما: دکتر علیرضا فدایی تهرانی

استادان مشاور: دکتر امین الله محمدی

استادان داور: دکتر فرزین، دکتر مصدق، دکتر حجت

چکیده:

میکروپمپ‌های الکترولیزی قابلیت تزریق سیال در حجم‌های کوچک را دارا میباشند. هر میکرو پمپِ الکترولیزی شامل المان‌های آند، کاتد و الکترولیت میباشد. در این تحقیق میکروپمپ الکترولیزی با استفاده از روش الکتروفرمینگ ساخته و مورد مشخصه یابی قرار گرفته است. روش الکتروفرمینگ مبتنی بر ایجاد رسوب فلزی با استفاده از روش الکتروشیمیایی می‌باشد. در بخش اول از این تحقیق، میکروپمپ الکترولیزی با استفاده از سیستم الکتروفرمینگ مس ساخته شده و در نهایت به همراه یک الکترود ثابت مونتاژ و مورد مشخصه‌یابی قرار گرفته است. نتایج اندازه گیری دبی خروجی میکروپمپ و مدل‌سازی رگرسیون انجام شده نشان دهنده آن است که پتانسیل الکتریکی اعمالی به میکروپمپ که عامل تولید گاز هیدروژن و ایجاد رانش سیال خروجی پمپ است به صورت خطی با دبی پمپ مرتبط است. در بخش دوم این تحقیق، زبری سطحی کاتد توسط روش الکتروفرمینگ به عنوان متغیرِ اثر گذار بر مشخصۀ میکروپمپ مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از روش فاکتور کامل آزمایش‌ها برای چهار متغیر این فرآیند شامل پتانسیل الکتریکی، محتوای سولفاتِ مسِ محلولِ الکترولیت، زمان فرآیند پوشش دهی و وجود یا عدم وجود ذرات کامپوزیتی هر کدام در دو سطح، شانزده آزمایش طراحی شده است. پس از تولید الکترودها، زبری سطح همه نمونه‌ها اندازه‌گیری شده و با استفاده از روش تحلیل پارتو و رگرسیون مدلسازی شده است. نتایج تحلیل پارتو بیانگر این واقعیت است که هریک از پارامترهای زبری که جهت توصیف سطح مد نظر قرار گرفته است، نسبت به فاکتورهای ورودی که همان چهار فاکتور متغیر در طراحی آزمایشها هستند، با مقادیر مخصوص به خود، تاثیر‌پذیر است. در نهایت هر الکترود در میکروپمپ مونتاژ شده و دبی خروجی آن اندازه‌گیری شده است. نتایج بیانگر این واقعیت است که زبری سطحی نمونه های تولید شده بر تکرار پذیری تزریق سیال توسط میکرو پمپ الکترولیزی تاثیر گذار بوده است. مقادیر بهینه برای هر یک از پارامترها مشخص شده است. با توجه به وابسته بودن دبی خروجی به پتانسیل الکتریکی اعمالی، یک مدار تولید کننده پالس الکتریکی معرفی و ساخته شده است. همچنین دبی میکرو پمپ الکترولیزی، با استفاده از بهترین الکترود از دیدگاه تکرار ‌پذیری، تحت اثر ولتاژ پالسی اندازه‌گیری و گزارش شده است. در نهایت از سطحِ دو الکترود که کمترین و بیشترین تکرار پذیری را نسبت به دیگر الکترود‌ها  داشته اند با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی تصویر‌برداری انجام شده و بافت سطحی آنها مورد بررسی قرار گرفته و توصیف شده است. این تصاویر بیانگر آن است که سطح الکترودی که توان ایجاد دبی سیال با بالاترین تکرار‌پذیری را داشته است، دارای سطحی زبر و با ساختاری درختی شکل می‌باشد. در نهایت برای مشاهده نحوه تولید و جدایش حباب‌های هیدروژن از سطح کاتد، خارج از بدنه میکروپمپ، قوی‌ترین و ضعیف‌ترین الکترود در حین فرآیند تولید حباب، تصویر برداری شده‌اند. تصاویر نشان‌دهنده آن است که حباب‌های ایجاد شده بر روی سطحِ بهترین الکترود پس از تشکیل به سرعت از سطح جدا شده اما حباب‌های هیدروژن بر روی سطح دیگر الکترود پس از تشکیل سطح را رها نکرده و بر روی آن رشد میکند. این رشد حباب‌های بزرگ باعث عایق شدن سطحِ الکترود شده و باعث کاهش تکرارپذیری خواهد شد.