High voltage discharge for plasma spectra micro fluidic chip sensor

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簡歷

基本資料

Project title

Code/計畫編號

MOST109-2622-E492-021

Translated Name/計畫中文名

微流道中基於高壓放電電漿燃燒之液體感測晶片與光譜分析

Funding Organization/主管機關

National Science and Technology Council

Co-Investigator(s)/共同執行人

黃鴻基(計畫主持人)
吳紀聖

Department/Unit

Taiwan Instrument Research Institute, TIRI

Website

https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=13608450

Year

2010

Start date/計畫起

01-11-2010

Expected Completion/計畫迄

31-10-2011

Co-Investigator(s)

Hai-Pang Chiang

Bugetid/研究經費

531千元

ResearchField/研究領域

材料科技

"本計畫將設計與製作一個電漿球水中燃燒微流道反應器晶片，產生小型有侷限的電漿球燃燒反應，並且同步進行多項不同的電化學、影像與光譜光學觀測監控。本計畫預期可以獲得一個包含外部檢測系統之整合型功能的液體中電漿燃燒實驗微流道晶片，除了具有局部能量輸入誘發高溫電漿化學或物理反應，更具有初步即時電性與光學特性檢測能力。預期的成果將有機會逐步發展成具有化工與生醫反應測試與檢測價值的晶片實驗室(lab on chip)，且可以在後續研究中更加擴大與其他領域合作之可能性。我們將進行包含電漿處理後水化學活性測試等實驗。使用微流道晶片的最大好處是可以藉由流道的侷限去縮小反應區容積，並藉此獲得更大的質傳效率與反應效能。在本計畫中間引入微流道晶片型反應器的相關技術，將水中電漿球的燃燒範圍局限在一個微小可觀測的尺寸內。縮小的微流道內可以額外饋送可控制流速的水溶液，進一步可以研究包含水溶液的流動等需多項因素對於電漿球燃燒的影響。這些影響條件在一般大容量的氣體與液體環境中難以控制，且容易形成控制上的危險。但因為微流道晶片僅操作及小的反應容量，因此只要維持足夠的晶片限制強度，就可以在為小空間中模擬與研究大尺度空間類似反應與燃燒過程。本計畫主要希望藉由微流道晶片解析出液體中電漿燃燒的時候其侷部區域的細部結構仍然有著可以進一步優化的空間。在燃燒的過程中，不同的元素在不同的區域燃燒的比例與燃燒的效率有可能不相同，透過影像光譜觀測可以有效地解析大氣電漿球燃燒時的細部結構。合作廠商佶興科技股份有限公司在電漿源及其相關應用的產品製造上有非常卓越的技術背景。在合作廠商佶興科技股份有限公司的幫助下，預期本計畫可以在光學微流道中觀察微型電漿球的燃燒過程，也可以觀測與記錄電漿球不同元素燃燒過程以及其高速光譜影像。佶興科技股份有限公司基於多年的客製化研究開發與設備製作經驗，有感於現今電漿放電相關技術發展日益進步，希望能夠藉由產學合作的機會能夠進一步預先在前瞻技術開發領域能夠做先期的參與。未來隨著技術的逐漸掌握與發展，透過微流道晶片的技術特性，相信可以運用在諸如先進奈微米顆粒材料合成、晶片電漿化學反應實作等領域會有重要發展。微流道流體中之電漿放電具有微縮高能供給之功用，這對於晶片實驗室之發展很重要，對合作企業佶興科技股份有限公司之發展同樣具有重要意義。" "This project proposed to build up an optical microfluidic chip reactor for inspection of plasma discharge in liquid by a high-speed camera and hyperspectral microscopy. The reduced micro-fluid introduces many advantages, e.g., large mass transfer rate, small occupied spaces, low power consumption. The micro-fluidic chip reactor provides a variety of fluidic material, flow speed, and flow shapes. This makes the plasma discharge much different from that in a large volume of air or liquid. The use of a light transparent cover can present the localized effect of a microplasma discharge. The plasma discharge in a micro-fluidic chip reactor can provide an advanced method to do fabrication in lab-on-a-chip."

Keyword(s)

水電漿
微流道
高光譜影像
高速相機
water plasma
micro-fluid
hyper-spectral
high speed camera

DSpace CRIS

High voltage discharge for plasma spectra micro fluidic chip sensor

基本資料

Description