Characterization of trajectories of magnetically actuated microswimmers with helical tails in circular channels
Manyetik şekilde tahrik edilen sarmal kuyruklu mikroyüzücülerin silindirik kanallardaki gezingelerinin karakterizasyonu
- Tez No: 444560
- Danışmanlar: PROF. DR. SERHAT YEŞİLYURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikroyüzücü robotlar hedef dokuya ilaç teslimi, düşük zararlı cerrahi ameliyatlar ve mikro sistemlere müdahale gibi geniş bir uygulama yelpazesinin önünü açabilirler. Her ne kadar artık nano ölçekte yüzen yapılar üretmek mümkün olsa da, bu yüzücülerin hareketi henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Mikroyüzücü hareketinin anlaşılması bu yüzücüleri kontrol edebilmede büyük öneme sahiptir. Bu tezin amacı manyetik bir kafa ve sarmal bir kuyruğa sahip olan bir mikroyüzücünün gliserin dolu silindirik kanallardaki gezingesi hakkında etraflıca bir fikir vermektir. Milimetre ölçeğinde yüzücüler üç boyutlu yazıcı teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Bu yüzücüler alternatif akım verilen Helmholtz bobini çiftleriyle oluşturulan döner manyetik alanla ileri doğru sürülmektedir. Kanal genişliği, kuyruk uzunluğu ve sıvı akışının yüzücü gezingesi, yönelimi ve tahrik ve yanal hızına etkisi bildirilmektedir. Bir yüzücünün ileri ve geri hareketinin farklı gezingelere yol açtığı gözlemlenmiştir. Kanal genişliği yüzücünün bu gezingeleri takip şeklini etkilemektedir. Sıvı akışı, kuyruk uzunluğunun kanal genişliğine oranına bağlı olarak yüzüşü etkilemektedir. Sıvı akışının yönü gezingenin yarıçapına etki etmektedir. Yüzücünün hareket yönünü kontrol etmek için manyetik alan değiştirilmiştir. Değiştirilmiş manyetik alan yüzücünün kanal merkezine yakın düz bir gezinge izlemesinde kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar iki adet hesaplamalı akışkanlar dinamiği modeliyle doğrulanmıştır. Bu modellerden biri yüzücünün ortalama davranışını gösterirken diğeri yüzücünün tüm gezingesini zamana bağlı bir şekilde ortaya çıkarmaktadır.
Özet (Çeviri)
Micro swimming robots can pave the way for a vast range of applications such as targeted drug delivery, minimally invasive surgery and they can also be used as agents in microsystems. Though it is now possible to manufacture nano-scale swimming structures, motion of these swimmers is yet to be understood in full. Understanding microswimmer motion is crucial in controlling the swimmers. The aim of this thesis is to present an overall picture of trajectory of a microswimmer with a magnetic head and helical tail inside circular channels filled with glycerol. Millimeter long swimmers are produced with 3D printing technology. The swimmers are propelled by a rotating magnetic field achieved by giving alternating current to Helmholtz coil pairs. Effects of confinement, tail length and fluid flow on swimmer trajectory, orientation and propulsion and lateral velocities are reported. It is observed that backward and forward motion of a swimmer result in different trajectories. Amount of confinement affects the way the swimmer follows this trajectory. Fluid flow affects swimming depending on the ratio of tail length to channel size. Direction of fluid flow alters radius of the trajectory. The magnetic field is modulated in order to control the swimmer's direction of motion. Modulated field can be used to make the swimmer follow a straight trajectory close to the center of the channel. Experimental studies are validated with two computational fluid dynamics (CFD) models; one giving out the average swimming behavior and the other giving full trajectory in a time-dependent fashion.
Benzer Tezler
- Effect of membrane fluidity on binding of 125I-Insulin to sheep liver membrane receptors
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
- Growth and characterization of thermol SİO2 thin films
Başlık çevirisi yok
MERAL ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. BAYRAM KATIRCIOĞLU
- A Study on compost production possibilities from solid waste of the city of Bursa
Başlık çevirisi yok
RİFAT GÖKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK SOYUPAK
- Ankara koşullarında yetiştirilen yabancı kökenli bazı üzüm çeşitlerinin ampelografik özelliklerinin belirlenmesi üzerinde araştırmalar
Description of the ampelographic characters of some introduced grape varieties grown in Ankara conditions
İBRAHİM DEMİR
- Konveks fonksiyonların özellikleri ve altdiferansiyel
Başlık çevirisi yok
BELGİN ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
MatematikHacettepe ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KENAN TAŞ