介電潤濕機制探討及應用-水電車

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2021年
科別
物理與天文學
得獎情形
四等獎
學校名稱
臺北市立建國高級中學
指導老師
江宏仁;賴奕帆
作者
楊竣凱;劉柏杰
關鍵字
介電潤濕、電容、數值模擬

摘要或動機

將液滴置於鋪上介電層的電極板,接上電壓時,液滴因表面張力及接觸角產生變化而移動,此現象被稱為介電潤濕,其裝置能讓生醫等產業進行精準的微量藥物配置。為了探討此現象原理及改善裝置,本研究測量液滴位於不同電壓之電極板上方時,液滴接觸角及介電層厚度;透過數值模擬計算系統總能量、視覺化系統的電位空間分布,並計算電容,以能量角度模擬液滴移動模式;對於平面式裝置在長時間移動水珠後,產生水珠移動速率趨緩,甚至朝反方向移動的現象給予解釋;改良文獻中平面式和雙層式的電潤濕裝置,將雙層式上板改為導線。因為形狀酷似電車,因此我們稱其為「水電車」,此裝置保留高電容特性的同時,降低阻力。實驗證實其水珠移動能力優於平面式裝置,除了使液滴更好移動外,相較於封閉的雙層式裝置,開放式系統的特點能讓生醫研究人員更方便置換樣品。


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