MICRO-718: Theoretical Microfluidics

Résumé

Navier-Stokes equation and basic flow solutions / Hydraulic resistance and compliance Capillary effects / Diffusion and mixing on the microscale Electrohydrodynamics and Electroosmosis, Nanofluidics Dielectrophoresis and Magnetophoresis

Source officielle

https://edu.epfl.ch/coursebook/fr/theoretical-microfluidics-MICRO-718

Page Moodle

http://go.epfl.ch/MICRO-718

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Nanofluidique

La nanofluidique est la branche de la nanophysique qui étudie les écoulements au contact d'objets dont au moins une des dimensions est inférieure à cent nanomètres. À cette échelle, de l'ordre de grandeur de celle des molécules qui le composent, le fluide est soumis à des contraintes qui n'existent pas aux échelles plus grandes et présente, en conséquence, un comportement spécifique. Les perspectives offertes par la découverte de phénomènes surprenants aux nanoéchelles promettent un bel avenir à cette branche de la science dont on ne connaît encore probablement qu'une infime partie.

Électrocinétique

Le terme électrocinétique peut désigner, soit l'ensemble des phénomènes et des lois relatifs aux charges électriques en mouvement, soit leur étude, et plus particulièrement celle du déplacement de l'électricité dans les milieux matériels, notamment les circuits électriques. L'électrocinétique s'oppose à l'électrostatique, ensemble ou étude des phénomènes et des lois relatifs aux charges immobiles. L'électrocinétique est une partie de l'électricité qui étudie les circuits électriques dans le cadre de l'approximation des régimes quasi stationnaires.

Diélectrophorèse

La diélectrophorèse est un phénomène physique, qui peut être considéré comme une composante de deuxième ordre de l'électrophorèse. L'électrophorèse est la force créée sur une particule chargée par un champ électrique. Dans le cas de la diélectrophorèse, la particule est neutre (globalement non chargée), mais polarisable : un moment dipolaire y apparait lorsqu'elle est soumise à un champ. Si un champ constant ne crée aucune résultante (seulement un moment) sur une particule globalement neutre mais polarisée, le gradient d'un champ spatialement variable crée lui une résultante : la force diélectrophorétique.

Capillarité

La capillarité est le phénomène d'interaction qui se produit aux interfaces entre deux liquides non miscibles, entre un liquide et l'air ou entre un liquide et une surface. Elle est due aux forces de tension superficielle entre les différentes phases en présence. On retrouve la capillarité lorsque les buvards aspirent l’encre, les éponges s’imbibent d’eau, ou quand on trempe une partie de son morceau de sucre dans son café et que ce sucre devient tout noir. Une bougie est constituée d'une mèche et de cire ou de stéarine.

Électro-osmose

vignette|Diagramme représentant l'électro-osmose à travers un capillaire de verre immergé dans une solution aqueuse. L’électro-osmose est un phénomène qui résulte du mouvement d’un fluide (qui peut être l'eau déionisée ou un électrolyte ou un fluide organique) lorsque l'on applique un champ électrique tangentiel dans la couche diffuse (voir double couche électrique). Un champ électrique engendre la force de Coulomb qui met en mouvement les charges libres dans la couche diffuse.