Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
| Ders Kodu | : ME438 |
| Ders Türü | : Seçmeli |
| Ders Grubu | : Lisans |
| Eğitim Dili | : İngilizce |
| Staj Durumu | : Yok |
| Teori | : 3 |
| Uyg. | : 0 |
| Kredi | : 3 |
| Laboratuvar | : 0 |
| AKTS | : 5 |
Bu dersin amacı, öğrencilere mikro ölçekteki akışkan akışının fiziksel ilkeleri, temel denklemleri ve mühendislik uygulamaları hakkında kapsamlı bir anlayış kazandırmaktır. Öğrenciler; yüzey kuvvetlerinin baskınlığına, laminer akış rejimlerine ve difüzyon temelli karışmaya odaklanarak, makro ölçekten mikroakışkanlara geçiş sürecini inceleyeceklerdir.
Bu ders, mikro ölçekli sistemleri yöneten akışkanlar dinamiği ve mühendislik ilkelerinin derinlemesine incelenmesini sağlar. Konular arasında temel ölçeklendirme yasaları, yumuşak litografi ve 3B mikro-yazma gibi ileri üretim teknikleri ile Çip-üstü-Laboratuvar (LoC) platformlarının tasarımı yer almaktadır. Müfredat; damlacık tabanlı sistemler, CEA kanalları aracılığıyla eylemsiz odaklama ve DLD dizileriyle partikül ayrıştırma dahil olmak üzere pratik mikroakışkan mimarilere vurgu yapar. Öğrenciler ayrıca numune hazırlama, entegre saptama yöntemleri ile Çip-üstü-Organ (OoC) ve geleneksel olmayan mikroakışkan malzemeler gibi gelişmekte olan öncü alanları araştıracaklardır.
| 1. | Yüzey gerilimi, viskozite, difüzyon ve yerçekimi gibi en az dört parametre için ölçeklendirme yasalarını türeterek, makro ve mikro ölçekler arasındaki baskın fiziksel kuvvet değişimlerini ve bunların cihaz performansı üzerindeki etkilerini analiz eder. |
| 2. | Kanal geometrisi gereksinimlerine dayalı olarak temiz oda veya 3B yazıcı parametrelerini belirleyerek; altlık malzemesi seçimi (PDMS, termoplastik veya kağıt) dahil olmak üzere bir mikroakışkan cihazın tasarımdan üretime tüm iş akışını yürütür. |
| 3. | Deterministik Lateral Yer değiştirme (DLD) veya CEA kanallarında eylemsiz odaklanma yoluyla pasif partikül ayrıştırması sağlamak için gerekli hassas kanal boyutlarını hesaplayarak, karmaşık numune hazırlama işlemleri için entegre Çip-üstü-Laboratuvar (LoC) mimarileri tasarlar. |
| 4. | Mühendislik ortamının kültürlenen biyolojik hücrelerin fizyolojik ihtiyaçlarını karşılamasını sağlamak amacıyla, kayma gerilmesi profillerini ve oksijen difüzyon hızlarını simüle ederek Çip-üstü-Organ (OoC) sistemlerinin mekanik ve akışkan gereksinimlerini değerlendirir. |
| 5. | Verim, hassasiyet veya cihaz entegrasyonunu geliştirmek için teknik modifikasyonlar önererek; damlacık tabanlı sistemler veya yumuşak robotik gibi güncel mikroakışkan teknolojileri üzerine yapılan araştırmaları eleştirel bir bakışla inceler. |
| 1. | 1. Marc J. Madou, From MEMS to Bio-MEMS and Bio-NEMS: Manufacturing Techniques and Applications, 3rd Edition, CRC Press, 2011. |
| 2. | 2. Marc J. Madou, Fundamentals of Microfabrication: The Science of Miniaturization, 2nd Edition, CRC Press, 2002. |
| 3. | 3. Liu, C. Foundations of MEMS, Pearson Education: New Jersey, 2006. |
| Değerlendirme Türü | Adet | Yüzde |
|---|---|---|
| Ödev | 3 | %10 |
| Proje | 1 | %20 |
| Ara Sınav (Vize) | 1 | %20 |
| Dönem Sonu Sınavı (Final) | 1 | %50 |
| Etkinlik | Sayısı | Ön Hazırlık | Süre | Toplam Iş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|---|
| Kuramsal Ders | 14 | 1 | 3 | 56 |
| Ödev | 3 | 5 | 0 | 15 |
| Proje | 1 | 10 | 0 | 10 |
| Okuma | 14 | 1 | 0 | 14 |
| Ara Sınav | 1 | 9 | 1 | 10 |
| Dönem Sonu Sınavı | 1 | 18 | 2 | 20 |
| TOPLAM İŞ YÜKÜ (Saat) | 125 | |||
PÇ-1 | PÇ-2 | PÇ-3 | PÇ-4 | PÇ-5 | PÇ-6 | PÇ-7 | PÇ-8 | PÇ-9 | PÇ-10 | PÇ-11 | PÇ-12 | |
OÇ-1 | 5 | 4 | 3 | 4 | 3 | 5 | 5 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 |
OÇ-2 | 4 | 5 | 4 | 4 | 3 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 | 5 | 3 |
OÇ-3 | 4 | 5 | 3 | 4 | 3 | 5 | 5 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 |
OÇ-4 | 5 | 5 | 4 | 5 | 4 | 3 | 3 | 4 | 4 | 5 | 5 | 4 |
OÇ-5 | 4 | 5 | 4 | 3 | 3 | 3 | 4 | 3 | 4 | 5 | 3 | 5 |