Graduation projects

تهنئة: يهنئ د./ محمد عمر طلاب المشروعين الذين يشرف عليهما لفوزهما بجائزة التميز في مشاريع التخرج المقدمة من مؤسسة نهضة المحروسة (قيمة كل جائزة ٦٠٠٠ جنيه مصري)

 عرض تقديمي باللغة العربية يصف كل مشروع والمهام التي يجب تنفيذها فيه

Project 1

Designing and building a control box with closed loop feedback to supply actuation voltages to control droplet motion in digital microfluidic devices.

تصميم و بناء صندوق تحكم ذو تغذية استرجاعية لتوصيل الجهود الكهربية اللازمة للتحكم في حركة قطرات السوائل في أجهزة ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية.

Digital microfluidics is a new technology that permits manipulation of droplets of any liquid on an array of microelectrodes. By controlling the voltage connected to each electrode in the array, droplets can be moved in any direction, dispensed from large reservoirs on the device, merged together, and split into smaller droplets; see the movie below for an example of droplet manipulation. The main power of digital microfluidics over other liquid manipulation techniques is its capacity to automate liquid handling which increases user friendliness and facilitate use by non experts. Digital microfluidics has found many applications in different areas including electronics cooling, cell culture, and immunoassays.

The aim of this project is to build a control box with closed loop feedback to supply the voltages required for droplet manipulation on a digital microfluidic device. The required control box should be able to supply actuation voltages up to 400 Volts for 8 output channels. The project will also include fabricating digital microfluidics chips for droplet manipulation using laser printing on flexible copper sheets.

ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية هي تقنية جديدة تسمح بالتحكم في حركة قطرات دقيقة من أي سائل على مجموعة من الأقطاب الكهربائية. باستخدام هذه التكنولوجيا ، يمكن نقل و تقسيم و دمج قطرات صغيرة جدا (تقاس بالنانو لتر) من عينات مختلفة من السوائل والكواشف الكيميائية. من المنتظر أن تصبح ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية أداة هامة و مفيدة في التحاليل الطبية بسبب قدرتها على الاضطلاع بالعديد من التفاعلات الكيميائية المتتابعة في ثواني معدودة مما يتيح إستخدام هذه التكنولوجيا في أجهزة التحاليل المحمولة.

الهدف من هذا المشروع هوتصميم و بناء صندوق تحكم ذو تغذية استرجاعية لتوصيل الجهود الكهربية اللازمة للتحكم في حركة قطرات السوائل في أجهزة ميكانيكا الموائع الدقيقة الرقمية بالمواصفات الآتية:

ñ القدرة علي توليد جهود حتي ٤٠٠ فولت.

ñ التحكم الآني  في ٨ قنوات كهربية ( output channels).

 و سيتضمن المشروع أيضا تصنيع شرائح التحكم في قطرات السوائل باستخدام الطباعة علي ألواح النحاس الرقيقة لتجربة صندوق التحكم عليها.

Project 2

Building an x-y linear stage for patterning photoresists using laser diodes.

بناء منصة ذات حركة خطية ثنائية الأبعاد للنقش علي المواد الحساسة للضؤ باستخدام صمام ثنائي ليزري.


Microelectromechanical systems (or MEMS) are being widely used now in many applications such as sensors and micro robots. The most important step in any microfabrication step for MEMS production is Photolithography. Photolithography uses UV light (Ultra Violet light) and a photo sensitive material (called Photoresist) to transfer design patterns to thin metal layers. Conventional UV exposure systems are very expensive which prevent their use in developing countries. The aim of this project is to use low cost laser diodes coupled with an x-y linear stage as a substitute to conventional UV exposure systems.

This project is composed of the following stages:
  1. Design and build the x-y stage. 
  2. Build the electronic circuit to control stage motion and the laser diode operation. 
  3. Couple the laser diode with the stage.
  4. Test the whole system in simple photolithography processes.


تعتبر الطباعة الضوئية أو التشكيل باستخدام الضؤ الأداة الأساسية في عمليات تصنيع للأجهزة الكهروميكانيكية الدقيقة. تعتمد هذه الطريقة علي طبع شكل هندسي ذو أبعاد صغيرة جدا على سطح مادة حساسة للضؤ باستخدام الأشعة فوق البنفسجية و استخدام هذا الطبع كاسطمبة أثناء التصنيع الدقيق. رغم بساطة فكرة عملية الطباعة الضوئية إلا أن التكلفة المرتفعة لجهاز توليد الأشعة فوق البنفسجية تمنع استخدام هذه التقنية في البلدان النامية. الغرض من هذا المشروع هو بناء منصة منخفضة التكلفة للطباعة الضوئية باستخدام صمام ثنائي ليزري.

يتكون المشروع من ثلاث مراحل:
  1. تصنيع منصة ذات حركة خطية في إتجاهين. 
  2. تصميم و تنفيذ دائرة الكهربية للتحكم المبرمج في حركة المنصة و تشغيل الصمام الليزري. 
  3. تجربة المنصة و الصمام الليزري في عملية الطباعة الضوئية.

Previous year projects 2010-2011

Project 1 (Power – 6 students)

Building microfluidic devices for immobilization of different parasites for medical testing.

 تصميم و بناء شبكة من القنوات الدقيقة لحصر و تثبيت الطفيليات باستخدام ميكانيكا الموائع الدقيقة لإجراء الاختبارات الطبية
 
One of the main advantages of microfluidics is working on the same size scale of microorganisms. This permits efficient handling of different species of microorganisms with an ease and at a low cost never achieved before. This project aims at designing and fabricating a network of microchannels for the purpose of parallel trapping of different parasites (e.g. Belharzia worms) for the purpose of performing further medical studies/investigations on these parasites.

Picture of a microchannel filled with yeast cells. Microchannels fabrication and yeast cell culture and perfusion were done by 4th year students.

Project 2 (Power / Mechatronics – 4 students)

Low cost microfabrication alternatives from CD drives

بدائل منخفصة التكلفة لوسائل التصنيع الدقيق باستخدام سواقة اسطوانات مضغوطة


Spinning is a very common process in microfabrication and is frequently used to apply thin coatings of different materials with thicknesses ranging from few nanometers to hundreds of microns. Unfortunately, spinners cost more than many research labs in developing countries can afford which deprive these labs from an essential and robust coating technique. This project aims at building a small spinner out of a compact disk (CD) drive. CD drives can spin at speeds up to 10,000 rpm which is more than enough to achieve typical thicknesses used in microfabrication.

Spinner from a CD drive connected to a laptop
Spinner made from a CD drive. The spinning speed can be controlled using the laptop.


Low cost spinner using a DC motor
Low cost spinner custom made using a DC motor

SEM (Scaning Electron Microscope) picture of a PDMS film spin coated at 3000 rpm
SEM (Scaning Electron Microscope) picture of a PDMS film spin coated at 3000 rpm


Ċ
Mohamed Abdelgawad,
Oct 10, 2011, 4:52 AM
Comments