Self-Driven Capillaric Viscometer for Direct or Cascaded Bar Graph Read-Out of Relative Sample Viscosity

粘度计 粘度 巴(单位) 计算机科学 样品(材料) 血液粘度 材料科学 机械 热力学 物理 复合材料 医学 气象学 心脏病学
作者
Daniel Mak,Claude Meffan,Julian Menges,Fabian Dolamore,Conan J. Fee,Renwick C. J. Dobson,Volker Nock
标识
DOI:10.1109/mems49605.2023.10052458
摘要

The viscosity of samples is a key property, where differences can indicate variation or abnormalities. A biological example is that high blood viscosity is a predictor of cardiovascular events. However, viscosity is difficult to measure in a simple and affordable way, such as for Point-of-Care applications. Thus, we developed a simple to use platform that eliminates external effects like temperature by measuring the sample viscosity relative to a control. The platform employs a novel capillaric driven circuit, including the recently developed capillaric field effect transistors and a single integrated capillaric pump, to apply an identical pressure to parallel sample and control channels simultaneously. This induces flow in the parallel channels relative to the viscosity, which presents as a difference in the distance travelled along the bar graph read-out section of the device.Using poly-ethylene glycol solutions as exemplars, we demonstrate that the device can visualize relative viscosity of colored samples and control consistently within 2%. Additionally, the design of the capillaric circuitry inherently accounts for viscosity variation due to temperature, improving the applicability of the device to less-controlled environments. Finally, we demonstrate how the design can be cascaded to read-out translucent samples via colored indicator liquid and how, based on blood mimicking liquids, it can be used to compare blood viscosity.

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