Low voltage electrowetting-on-dielectric

电润湿 电介质 材料科学 含氟聚合物 无定形固体 接触角 复合材料 润湿 高-κ电介质 电容 光电子学 电极 化学 聚合物 物理化学 有机化学
作者
Hyejin Moon,Sung Kwon Cho,Robin L. Garrell,Chang‐Jin Kim
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:92 (7): 4080-4087 被引量:659
标识
DOI:10.1063/1.1504171
摘要

This article discusses and experimentally verifies how to lower the operating voltage that drives liquid droplets by the principle of electrowetting on dielectric (EWOD). A significant contact angle change (120°→80°) is desired to reliably pump the droplet in microchannels for applications such as lab-on-a-chip or micrototal analysis systems. Typically, much higher voltages (>100 V) are used to change the wettability of an electrolyte droplet on a dielectric layer compared with a conductive layer. The required voltage can be reduced by increasing the dielectric constant and decreasing the thickness of the dielectric layer, thus increasing the capacitance of the insulating layer. This dependence of applied voltage on dielectric thickness is confirmed through EWOD experiments for three different dielectric materials of varying thickness: Amorphous fluoropolymer (Teflon® AF, Dupont), silicon dioxide (SiO2) and parylene. The dependence on the dielectric constant is confirmed with two different dielectric materials of similar thickness: SiO2 and barium strontium titanate. In all cases, the surface is coated with a very thin (200 Å) layer of amorphous fluoropolymer to provide initial hydrophobicity. Limiting factors such as the dielectric breakdown and electrolysis are also discussed. By using very thin (700 Å) and high dielectric constant (∼180) materials, a significant contact angle change (120°→80°) has been achieved with voltages as low as 15 V. Based on these results, a microfluidic device has been fabricated and tested, demonstrating successful transporting (pumping) of a 460 nL water droplet with only 15 V.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
fanghongjian发布了新的文献求助10
1秒前
月亮邮递员完成签到,获得积分10
2秒前
阿皓要发nature完成签到 ,获得积分10
2秒前
sunyuan完成签到,获得积分10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
崔崔完成签到,获得积分10
3秒前
Ava应助文静的寒松采纳,获得10
3秒前
5476完成签到,获得积分10
4秒前
土豪的长颈鹿完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
冷冷暴力完成签到,获得积分10
4秒前
冷月完成签到,获得积分10
4秒前
LUCKY完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
mia完成签到,获得积分20
5秒前
lkk完成签到,获得积分10
6秒前
qiao发布了新的文献求助10
6秒前
霸别完成签到 ,获得积分10
7秒前
Echo完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
小鱼完成签到,获得积分10
7秒前
阿晨完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
Anatee完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
wnz完成签到,获得积分20
9秒前
MOMO100完成签到,获得积分10
9秒前
洪汉完成签到,获得积分10
9秒前
曾祥完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI2S应助nan采纳,获得10
9秒前
终抵星空完成签到,获得积分10
9秒前
爱笑谷兰发布了新的文献求助10
9秒前
小薛发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
十七发布了新的文献求助10
10秒前
小马甲应助花雨落123采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5651881
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4786125
关于积分的说明 15056850
捐赠科研通 4810523
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2573252
邀请新用户注册赠送积分活动 1529137
关于科研通互助平台的介绍 1488090