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Fabrication of 2.5D Micromodel for Air-Liquid Interaction Experiment

為了解決R15 改 排 氣 管的問題，作者游承曄 這樣論述：

在本文中，我們開發了一種製造微模型的方法，和以前的製程比較起來，製造過程更加容易且使用的設備和材料不這麼昂貴，而製造出來的微模型具有2.5D的流道結構，流道中的垂直結構不是單純的平面，而是有著凹凸的複雜結構，和2D微模型相比，我們的微模型可以更好地代表真實多孔介質，能夠更真實的表現出流體在真實多孔介質中的流動現象。我們將塑膠片材以及雙面膠結合後，使用CNC(Computer Numerical Control)銑削機加工流道，因為材料的透明度很高，僅需要將流體染色後，就可以輕鬆看出流體的流況，且染色流體會在厚度不同的地方，顏色呈現不同的深淺，可以輕易地在複雜的微模型中觀察並且分析，無須透過其

他複雜的儀器就能完成結果。我們製作了單層、四層、八層模型來進行汲取(imbibition)和汲取-排退(imbibition-drainage)實驗。汲取實驗是將濕潤項流體(乙醇)注入模型將非濕潤項流體(空氣)排出，而汲取-排退實驗則是在汲取實驗之後，再注入非濕潤項流體(空氣)將濕潤項流體(乙醇)排出。完成模型之後利用軟管和注射泵浦連結，我們使用"3 μl" ⁄"min" 、6 "μl" ⁄"min" 、60 "μl" ⁄"min" 、150 "μl" ⁄"min" 和300 "μl" ⁄"min" 共五種流率來注入乙醇，比較汲取和汲取-排退實驗中的乙醇飽和率差別。首先，乙醇在較薄的微模型中可

以深入到流道孔隙中，而隨著微模型厚度的增加，乙醇開始只能在微模型的邊緣流動，只能填滿微模型中的角落區域無法填充整個流道，因此乙醇飽和度開始逐漸下降。而在相同厚度的微模型中，乙醇的毛細數較小時，只能夠在邊緣以角偶流的方式進行，而在毛細數逐漸增大後，才開始以完整的流體介面移動並填滿流道。而在相同厚度但內部流道形狀改變時，即使在汲取實驗後有著相同的乙醇飽合度，但空氣被限制在流道中的位置也完全不同，就可以看出流道形狀的簡化，對於流體的流動狀況會有很大的影響。