Teoretisk mikrofluidik

• Udlede Navier-Stokes (NS) ligning og kontinuitetsligningen fra grundlæggende principper
• Udlede advektions-diffusions (AD) ligningen fra grundlæggende principper
• Forklare den fysiske betydning af vigtige dimensionsløse tal i mikrofluidik
• Opstille og løse modeller af strømninger i mikrofluidik ved brug af NS ligningen
• Opstille og løse advektions-diffusions modeller af solut transport ved brug af AD ligningen
• Forklare de fysiske principper for vekselvirkninger mellem væsker og bløde materialer
• Anvende NS ligningen på mikrofluide strømninger i levende celler
• Beskrive effekten af overfladespænding på dråber og overflader
• Beskrive kræfterne på partikler i laminare fluidstrømninger
• Beskrive fysikken bag partikeltransport i mikrofluide strømninger
• Formulere og anvende grundlæggende principper inden for geometrisk optik til partikelsporing og karakterisering af mikrofluide strømninger
• Formidle metoder, resultater og konklusioner fra en videnskabelig artikel til andre studerende

Mikrofluidik spiller en afgørende rolle for opdagelsen af nye strømningsfænomener, udviklingen af teoretiske modeller og eksperimenter på grænsen mellem fysik, ingeniørvidenskab og biologi, og ved design af lab-on-a-chip systemer, der integrerer hele laboratorier på enkelte mikrochips

Kurset vil hjælpe dig med at udvikle din teoretiske viden og fysiske forståelse af fluiddynamik på mikroskala. Du vil lære den grundlæggende fluiddynamiske teori, dvs. transportligningerne for masse, impuls og opløste stoffer. Du vil blive bekendt med nogle af de dimensionsløse tal, der beskriver fluidstrømninger, og du vil lære at bruge dem til at opstille og analysere modeller i mikrofluidik. Gradvist vil du lære metoder til at beskrive avancerede mikrofluide effekter, inkl. strømninger i komplekse kanalgeometrier. Desuden vil lære at anvende mikrofluidik på tekniske og biologiske systemer.

Kendskab på B.Sc. niveau til mekanik, termodynamik,
elektromagnetisme, vektoranalyse, ordinære og partielle differentialligninger

Undervisningen vil bestå i en blanding af forelæsninger og arbejde med opgaver. Centralt i kurset er to projektbaserede hjemmeopgaver med fokus på aktuelle forskningsproblemer. Løsningerne af de to hjemmeopgaver bliver bedømt og indgår i den samlede bedømmelse af kurset.

Teoretisk Mikrofluidik (10337) og Kontinuumsfysik (10346) kan følges uafhængigt og overlap gælder kun introduktionen af de grundlæggende fluiddynamiske ligninger.