دانلود مقاله ترجمه شده شبیه سازی عنصر محدود میکرو حسگرها (IEEE 2016)(ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

ieee2

 

 

این مقاله انگلیسی ISI در نشریه IEEE در ۸ صفحه در سال ۲۰۱۶ منتشر شده و ترجمه آن ۲۰ صفحه میباشد. کیفیت ترجمه این مقاله ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️ بوده و به صورت کامل ترجمه شده است.

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

شبیه سازی عنصر محدود میکرو حسگرهای pH-ElecFET

عنوان انگلیسی مقاله:

Finite-element simulations of the pH-ElecFET microsensors

 

 

مشخصات مقاله انگلیسی 
فرمت مقاله انگلیسی pdf 
سال انتشار ۲۰۱۶
تعداد صفحات مقاله انگلیسی ۸ صفحه با فرمت pdf
نوع مقاله ISI
نوع ارائه مقاله ژورنال
رشته های مرتبط با این مقاله شیمی
گرایش های مرتبط با این مقاله شیمی کاربردی، شیمی آلی، شیمی کاتالیست، نانو شیمی
چاپ شده در مجله (ژورنال) مجله سنسورها – Sensors Journal
کلمات کلیدی تشخیص هیدروژن پروکسید، مدل‌سازی، ElecFET، میکرو الکترود، PH-ChemFET، الکترولیز آبی
کلمات کلیدی انگلیسی  Modelling – ElecFET – microelectrode – pH – ChemFET – water electrolysis – hydrogen peroxide detection
ارائه شده از دانشگاه آزمایشگاه الکترونیک و میکروالکترونیک Nejiba Aoun ، دانشگاه Monastir، تونس
نمایه (index) Scopus – Master journals – JCR
نویسندگان N. Aoun، F. Echouchene، A. K. Diallo، J. Launay، P. Temple-Boyer and H. Belmabrouk
شناسه شاپا یا ISSN ISSN ۱۵۳۰-۴۳۷X
شناسه دیجیتال – doi https://doi.org/10.1109/JSEN.2016.2585506
ایمپکت فاکتور(IF) مجله ۳٫۷۷۹ در سال ۲۰۱۹
شاخص H_index مجله ۱۰۰ در سال ۲۰۲۰
شاخص SJR مجله ۰٫۷۲۶ در سال ۲۰۱۹
شاخص Q یا Quartile (چارک) Q1 در سال ۲۰۱۹
بیس نیست 
مدل مفهومی ندارد 
پرسشنامه ندارد 
متغیر ندارد 
رفرنس دارای رفرنس در داخل متن و انتهای مقاله
کد محصول ۱۰۶۱۰
لینک مقاله در سایت مرجع لینک این مقاله در سایت IEEE
نشریه آی تریپل ای

 

مشخصات و وضعیت ترجمه فارسی این مقاله 
فرمت ترجمه مقاله pdf و ورد تایپ شده با قابلیت ویرایش
وضعیت ترجمه انجام شده و آماده دانلود در فایل ورد و pdf
کیفیت ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️
تعداد صفحات ترجمه تایپ شده با فرمت ورد با قابلیت ویرایش  ۲۰ صفحه (۲ صفحه رفرنس انگلیسی) با فونت ۱۴ B Nazanin
ترجمه عناوین تصاویر و جداول ترجمه شده است  
ترجمه متون داخل تصاویر ترجمه نشده است 
ترجمه متون داخل جداول ترجمه نشده است 
درج تصاویر در فایل ترجمه درج شده است  
درج جداول در فایل ترجمه درج شده است  
درج فرمولها و محاسبات در فایل ترجمه  به صورت عکس درج شده است  
منابع داخل متن به صورت عدد درج شده است  
منابع انتهای متن به صورت انگلیسی درج شده است

 

فهرست مطالب

چکیده
۱- مقدمه
۲- ارائه مدل شبیه‌سازی
A- هندسه ElecFET: مقایسه میان مدل واقعی و مدل شبیه‌سازی‌شده
B- مدل‌سازی واکنش‌های الکتروشیمیایی (H_2 O و H_2 O_2)
C- مدل‌سازی پدیده پخش در آب
D- شرایط اولیه و مرزی
E- روش عددی
۳- نتایج و بحث
A- حساسیت مش
B- مطالعه تأثیرات پارامترهای اصلی
C- مقایسه با نتایج آزمایشگاهی
۴- نتیجه‌گیری

 

بخشی از ترجمه

چکیده

این مقاله یک مدل متقارن محوری دوبعدی در نرم‌افزار COMSOL Multiphysics از یک میکرو سنسور PH-ElecFET (ترانزیستور تحت تأثیر میدان الکتروشیمیایی حساس به PH) ارائه می‌دهد. این دستگاه یک میکرو الکترود یکپارچه را با یک ترانزیستور تحت تأثیر میدان شیمیایی (PH-ChemFET) ترکیب می‌کند؛ بنابراین، در اثر پدیده تحریک الکترولیز بر میکرو الکترود یکپارچه، به لطف کنترل میکرو دستگاهPH-ChemFET، با تغییرات PH موضعی در میکرو حجم‌ها مرتبط می‌شوند. با احتساب واکنش‌های (الکترو) شیمیایی و پدیده پخش در فاز مایع، مدل پیشنهادی به نقش طراحی هندسی ElecFET (عرض میکرو الکترود w، شعاع مؤثر ورودیr_e و فاصله میان ورودی PH-ChemFET و میکرو الکترود d)، و همچنین پارامترهای قطبش، (ولتاژ قطبش V_p و زمان قطبش t_p)، بر پاسخ میکرو سنسور اشاره دارد. در ابتدا الکترولیز آبی به‌منظور صحت سنجی تغییرات آنی PH در میکرو حجم اعمال شد. سپس، اکسیداسیون هیدروژن پروکسید در حلال بافر فسفات (PBS,PH_0=7.2) موردبررسی قرار گرفت، که تشخیص پتانسیومتری H2 O2 را در محدوده غلظت [۱۰-۱۰۰mN] اثبات می‌کرد. این مدل توسعه‌یافته راه جدیدی را در کاربردهای سنسوری هموار نمود، که چند فرصت جدید برای دستگاه PH-ElecFET در تشخیص آنزیمی مولکول‌های زیستی H2 O2 فراهم می‌کند.

 

۱- مقدمه

در دهه اخیر، میکرو سنسورهای الکتروشیمیایی در محدوده وسیعی از کاربردها مانند تشخیص بالینی، تجزیه‌وتحلیل مواد غذایی، کنترل زیست‌محیطی به دلیل هزینه کم، کاربرد آسان، اندازه کوچک، و سرعت، حساسیت و زمان سریع پاسخ، موردتوجه قرار گرفتند[۱-۳]. سنسورهای الکتروشیمیایی را بسته به سیگنال الکتریکی اندازه‌گیری شده می‌توان به سه دسته تقسیم نمود [۴-۶]: آمپرسنج، ولتاژسنج و رسانایی سنج. حتی، ترکیب تکنیک‌های آمپرسنجی و ولتاژ سنجی ازلحاظ تشخیص روشی خیلی نویدبخش است[۷-۱۰]. Diallo و همکارانش، میکرو سنسور ترانزیستوری تحت تأثیر میدان الکتروشیمیایی (ElecFET) را بر اساس این تکنیک ایجاد نمودند [۸,۹]. این دستگاه از طریق ادغام یک الکترود مسطح فلزی خاص اطراف سطح ورودی دی‌الکتریک یک میکرو دستگاه ChemFET حساس به PH به دست می‌آید. با تحریک واکنش الکتروشیمیایی در PH مربوطه، به قطبش میکرو الکترود کمک می‌کند و به لطف کنترل تغییرات PH به‌دست‌آمده در PH-ChemFET، پدیده الکترولیز و اندازه‌گیری PH تقریباً در مقیاس میکرو انجام می‌شود، که قابلیت تشخیص الکتروشیمیایی جدیدی را فراهم می‌سازد. در میان کاربردهای میکرو دستگاه ElecFET، رایج‌ترین کاربرد، ساخت سنسور آنزیمی PH سنج می‌باشد. در این مورد، ChemFETتغییرات PH ناشی از واکنش آنزیمی در غشایی که سنسور می‌پوشاند را تشخیص می‌دهد[۱۱]. ولتاژ خروجی ChemFET جریان موجود را از طریق سیستم عملگر سنسوری کنترل می‌کند[۱۲]. ElecFET به‌طور موفقیت‌آمیزی در تعیین غلظت اسید یا باز [۱۳] استفاده شد، که باعث ایجاد گرما در سنسور کربن دی‌اکسید شده [۱۴] و مولکول‌های زیستی مختلف را تشخیص می‌دهد [۸,۱۱].

 

۴- نتیجه‌گیری

در این مقاله، ما مدل‌سازی میکرو دستگاه ElecFET را با احتساب انتقال جرم در نمونه‌های مختلف، واکنش الکتروشیمیایی روی الکترود و واکنش اسیدی/بازی در کوپل های (H3 O^+/H2 O) و (H2 O/OH^-)، بررسی نمودیم. روش pH-ElecFET برای کنترل الکترولیز آب پایه توسط ChemFET به کار گرفته شد و برای هیدروژن پروکسید به‌منظور تعیین تغییر ولتاژ آستانه (یعنی PH موضعی) بسط داده شد. تأثیر طراحی هندسی ElecFET، یعنی مشخصات عرض میکرو الکترود w، شعاع مؤثر ورودی r_e و فاصله میان شعاع مؤثر ورودی و میکرو الکترود d، همچنین پارامترهای قطبش، یعنی ولتاژ قطبش V_p، زمان قطبش t_p، بر روی رفتار پاسخ بررسی شد. تعیین تغییرات ناگهانی PH در میکرو حجم به‌وضوح به دست آمد و تشخیص پتانسیومتری هیدروژن پروکسید H2 O2 در محدوده غلظت [۱۰-۱۰۰mM]، به دست آمد. در آینده نزدیک، قصد داریم دستگاه ElecFET را برای تشخیص آنزیمی لاکتات و گلوکز در مختصات استوانه‌ای مدل‌سازی کنیم.

 

بخشی از مقاله انگلیسی

Abstract

This paper presents a COMSOL Multiphysics 2-D axisymmetric model of a pH-sensitive electrochemical field effect transistor (pH-ElecFET) microsensor. This device combines an integrated microelectrode with a pH-sensitive chemical field effect transistor (pH-ChemFET). Thus, by triggering electrolysis phenomena owing to the integrated microelectrode, associated local pH variations in microvolumes are monitored thanks to the pH-ChemFET microdevice. Taking into account (electro) chemical reactions and diffusion phenomena in the liquid phase, the proposed model points out the role of the ElecFET geometrical design (microelectrode width w, gate sensitive radius r e and distance between the pH-ChemFET gate and the microelectrode d), as well as polarization parameters, (polarization voltage V p and time t p ), on the microsensor response. It is first applied to water electrolysis in order to validate pH impulsional variations in microvolume. Then, the oxidation of hydrogen peroxide in phosphate buffer (PBS, pH 0 = 7.2) solutions is studied, evidencing the H 2 O 2 potentiometric detection in the [10-100 mM] concentration range. This developed model paves new ways for sensor applications, opening several new opportunities for pH-ElecFET devices for H 2 O 2 -related enzymatic detection of biomolecules.

 

I- INTRODUCTION

n the last decade, the electrochemical microsensors have received an increasing interest in a wide range of applications such as clinical diagnostics, food analysis, environmental monitoring due to their low cost, simple operation, small size, and rapidity, sensitivity and real-time [1- 3]. The electrochemical sensors can be divided into three groups depending on the measured electrical signal [4-6]: amperometric, potentiometric, and conductometric. Even so, the combination of amperometric and potentiometric techniques is a very promising method in terms of detection [7-10]. Diallo et al. have developed an electrochemical field effect transistor (ElecFET) microsensor based on this technique [8, 9]. This device is achieved through the integration of a planar noble metal electrode around the dielectric gate area of a pH-sensitive ChemFET microdevice. By triggering pH-related electrochemical reactions thanks to the microelectrode polarization and by monitoring the so obtained pH variations thanks to the pH-ChemFET, electrolysis phenomena and pH measurement are closely embedded at the microscale, enabling new electrochemical detection potentialities. Among the ElecFET microdevice applications, the most frequent is the manufacturing of a pHrelated enzyme sensor. In this case, the ChemFET detects the pH change resulting from the enzymatic reaction in the membrane that covers the sensor [11]. The output voltage of the ChemFET controls the current flowing through the sensoractuator system [12]. ElecFET has been successfully used to determine acid or base concentration [13], to form the heart of a carbon dioxide sensor [14] and detect different biomolecules [8, 11].

 

IV- CONCLUSION

In this study, we have investigated the modelling of the ElecFET microdevice, taking into account the mass transport for different species, electrochemical reactions on the microelectrode and acid/basic reactions for couples (H3O + /H2O) and (H2O/OH- ). The pH-ElecFET techniques were used for monitoring the water-based electrolysis by pHChemFET and extended to the hydrogen peroxide in order to obtain the threshold voltage (i.e local pH) variation. The influence of the ElecFET geometrical design, i.e. characteristic width of the microelectrode w, gate sensitive radius re and distance between the gate sensitive radius and the microelectrode d, as well as polarization parameters, i.e. polarization voltage Vp and time tp, on its response behavior was studied. So, the obtaining of pH impulsional variations in microvolumes was clarified and the potentiometric detection of hydrogen peroxide H2O2 was evidenced in the [10–۱۰۰ mM] concentration range. In the near future, we intend to model the ElecFET device for the enzymatic detection of lactate and glucose in cylindrical coordinates.

 

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

شبیه سازی عنصر محدود میکرو حسگرهای pH-ElecFET

عنوان انگلیسی مقاله:

Finite-element simulations of the pH-ElecFET microsensors

 

 

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *