Encabezado Facultad de Ciencias
Presentación

Física Biomédica (plan 2015) 2024-1

Ciencias Médicas y de la Salud, Temas Selectos en Instrumentación Biomédica

Grupo 3046, 10 lugares. 3 alumnos.
Introducción al desarrollo de dispositivos microfluídicos
Profesor Aarón Cruz Ramírez
Ayudante

 

Introducción al diseño y desarrollo de dispositivos microfluídicos

(6 créditos)
48 horas. 3 horas por semana
Modalidad: Presencial, con sesiones práctias y demostrativas
Cupo: 12 estudiantes
Horario tentativo: Martes y Jueves de 9 a 10:30

Presentación del curso y reunión informativa: martes 15 de agosto a las 9:00. Sala de videoconferencias, segundo piso del edificio nuevo

Objetivo:
Familiarizar a los estudiantes con los procesos de diseño y desarrollo de dispositivos microfluídicos fabricados en la Unidad de Micro y nano Fabricación (μnFab) de la Facultad de Ciencias empleando estudios de caso y sesiones prácticas para transmitir los conceptos y habilidades necesarias. Se dará especial énfasis en el diseño de un producto funcional de tipo laboratorio en chip (lab on a chip, LoC), en la validación de diseño a partir de simulación de análisis por elementos finitos así como en la fabricación y caracterización del dispositivo.
Objetivos específicos:
  • Explicar el uso de la microfluídica en los dispositivos tipo laboratorio en chip (LoC)
  • Explicar los métodos de fabricación para dispositivos microfluídicos
  • Aprender las consideraciones para realizar un diseño de acuerdo a la necesidad
  • Aprender a usar un software de diseño 3D (Fusion 360) para diseñar dispositivos microfluídicos
  • Entender las ecuaciones de transporte que gobiernan el movimiento dentro de los dispositivos microfluídicos
  • Entender el método de simulación de análisis por elementos finitos
  • Simular el funcionamiento del dispositivo diseñado
  • Fabricar el dispositivo
  • Caracterizar el dispositivo y contrastar con la simulación
Antecedentes sugeridos:
Se recomienda que los alumnos se encuentren en 7° semestre o superior de la carrera de Física Biomédica. También puede ser tomado por estudiantes de Física, Biología y cualquier otra área que esté interesada en los dispositivos microfluídicos.

Temario:

Módulo 0. Introducción (3 horas)

  • Microfluídica

  • Laboratorio en chip

Módulo 1. Diseño (15 horas)

  • Procesos de microfabricación

  • Estudio de caso de aplicaciones LoC

  • Diseño asistido por computadora

  • Práctica de Diseño de chip microfluídico
Módulo 2. Simulación (15 horas)

  • Modelo de transporte de masas y calor

  • Método de elementos finitos

  • Introducción al uso del módulo AutoDesk CFD con estudio de caso

  • Práctica: Simulación de chip en Y

Módulo 3. Fabricación y caracterización (15 horas)

  • Práctica: Fabricación de chip microfluídico 1

  • Caracterización de la funcionalidad del chip

  • Práctica: Fabricación de chip microfluídico

​Bibliografía:

  1. Seiffert, Sebastian and Thiele, Julian. Microfluidics: Theory and Practice for Beginners, Berlin, Boston: De Gruyter, 2019. https://doi.org/10.1515/9783110487701-201

  2. Michael R. Hamblin (editor), Mahdi Karimi (editor), Biomedical Applications of Microfluidic Devices, Elsevier Academic Press, 2021

  3. Pattanayak, P., Singh, S.K., Gulati, M. et al. Microfluidic chips: recent advances, critical strategies in design, applications and future perspectives. Microfluid Nanofluid 25, 99 (2021). https://doi.org/10.1007/s10404-021-02502-2

  4. Jiyuan Tu Guan Heng Yeoh Chaoqun Liu, Computational Fluid Dynamics: A Practical Approach. Butterworth-Heinemann, Elsevier Publication (2018)

  5. Atul Sharma. Introduction to Computational Fluid Dynamics: Development, Application and Analysis. Springer Cham (2022). https://doi.org/10.1007/978-3-030-72884-7

  6. Bharat, B. (2004). Springer handbook of nanotechnology. In Springer. (p. 1222). DOI 10.1007/978-3-642-02525-9

 


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