<html xmlns:v="urn:schemas-microsoft-com:vml" xmlns:o="urn:schemas-microsoft-com:office:office" xmlns:w="urn:schemas-microsoft-com:office:word" xmlns:m="http://schemas.microsoft.com/office/2004/12/omml" xmlns="http://www.w3.org/TR/REC-html40"><head><meta http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=us-ascii"><meta name=Generator content="Microsoft Word 14 (filtered medium)"><style><!--
/* Font Definitions */
@font-face
        {font-family:SimSun;
        panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}
@font-face
        {font-family:"Cambria Math";
        panose-1:2 4 5 3 5 4 6 3 2 4;}
@font-face
        {font-family:Calibri;
        panose-1:2 15 5 2 2 2 4 3 2 4;}
@font-face
        {font-family:"\@SimSun";
        panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}
/* Style Definitions */
p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal
        {margin:0in;
        margin-bottom:.0001pt;
        font-size:11.0pt;
        font-family:"Calibri","sans-serif";}
a:link, span.MsoHyperlink
        {mso-style-priority:99;
        color:blue;
        text-decoration:underline;}
a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed
        {mso-style-priority:99;
        color:purple;
        text-decoration:underline;}
span.EmailStyle17
        {mso-style-type:personal-compose;
        font-family:"Calibri","sans-serif";
        color:windowtext;}
.MsoChpDefault
        {mso-style-type:export-only;
        font-family:"Calibri","sans-serif";}
@page WordSection1
        {size:8.5in 11.0in;
        margin:1.0in 1.0in 1.0in 1.0in;}
div.WordSection1
        {page:WordSection1;}
--></style><!--[if gte mso 9]><xml>
<o:shapedefaults v:ext="edit" spidmax="1026" />
</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><xml>
<o:shapelayout v:ext="edit">
<o:idmap v:ext="edit" data="1" />
</o:shapelayout></xml><![endif]--></head><body lang=EN-US link=blue vlink=purple><div class=WordSection1><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:16.0pt;font-variant:small-caps;mso-fareast-language:ZH-CN'>INVESTIGATION OF DIELECTROPHORESIS-DIRECTED FLUIDIC ASSEMBLY<o:p></o:p></span></b></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:14.0pt'><o:p>&nbsp;</o:p></span></b></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:14.0pt;mso-fareast-language:ZH-CN'>Guoliang He<o:p></o:p></span></b></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:12.0pt'><o:p>&nbsp;</o:p></span></b></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:12.0pt;mso-fareast-language:ZH-CN'>July 23<sup>rd</sup> 2015<o:p></o:p></span></b></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:12.0pt'>ME Large Conference Room<o:p></o:p></span></b></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:12.0pt'>10:00 AM<o:p></o:p></span></b></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:12.0pt'><o:p>&nbsp;</o:p></span></b></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:12.0pt'>Committee Chair:&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </span></b><span style='font-size:12.0pt'>Dr. Dong Liu<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><b><span style='font-size:12.0pt'>Committee Members:<o:p></o:p></span></b></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><span style='font-size:12.0pt'>Dr. Tsorgn-Whay Pan <o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><span style='font-size:12.0pt;mso-fareast-language:ZH-CN'>Dr. Matthew Franchek<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><span style='font-size:12.0pt;mso-fareast-language:ZH-CN'>Dr. Anastassios Mavrokefalos<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><span style='font-size:12.0pt;mso-fareast-language:ZH-CN'>Dr. Cunjiang Yu<o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal align=center style='text-align:center'><span style='font-size:12.0pt;mso-fareast-language:ZH-CN'><o:p>&nbsp;</o:p></span></p><p class=MsoNormal><span style='font-size:12.0pt;mso-fareast-language:ZH-CN'><o:p>&nbsp;</o:p></span></p><p class=MsoNormal style='text-align:justify;text-indent:.5in'><span style='font-size:12.0pt'>Dielectrophoretic fluidic self-assembly of nanoscale building blocks, such as nanoparticles and nanowires, by various external means is a promising alternative to the current microfabrication techniques to manufacture functional microdevices.&nbsp; While individual particle can be manipulated with reasonable precision, it remains a grand challenge to scale up the assembly process to reproducibly assemble a large number of particles. This is partially due to the lack of a quantitative understanding of the complex fluid-particle dynamics when numerous nanostructures are interacting both electrically and hydrodynamically.&nbsp; In this work, both experiment and numerical study were conducted to explore the electrokinetic effect during the assembly of multiple nanostructures, especially spherical particles, driven by dielectrophoresis (DEP) in microfluidic channels. <o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal style='text-align:justify;text-indent:.5in'><span style='font-size:12.0pt'><o:p>&nbsp;</o:p></span></p><p class=MsoNormal style='text-align:justify;text-indent:.5in'><span style='font-size:12.0pt'>The direct numerical simulations are conducted as a combination of Maxwell Stress Tensor and Distributed Lagrange Multiplier / Fictitious Domain methods for particles self-assembly in an external electric field.&nbsp; The DEP forces and torques exerted on the particles are computed using the Maxwell stress tensor (MST) approach.&nbsp; Unlike the commonly used effective dipole approach and the multipolar moment approach, MST is able to yield rigor solutions of the DEP force/torque even when the particles are in the vicinity of the electrodes.&nbsp; The particle-fluid interactions are modeled using the distributed Lagrange-multiplier based fictitious-domain (DLM/FD) method.&nbsp; The motion of the individual particle and the subsequent aggregation of adjacent particles are studied in details.&nbsp; Analytical solutions, if available, are used to validate of the numerical model and as a guideline for experiments.&nbsp; Experiments are conducted for colloidal particles on microfabricated devices.&nbsp; The motion of the particles is observed under a microscope with UV light focusing on the colloidal region. It is recorded by a camera connected to a computer.&nbsp; The positions of the particles are tracked and analyzed by Matlab based on experiment images, from which the initial positions are used in numerical simulation for comparison.&nbsp; The numerical simulation shows good agreement with the experiment in terms of patterns and trajectories.</span><span style='mso-fareast-language:ZH-CN'><o:p></o:p></span></p><p class=MsoNormal><o:p>&nbsp;</o:p></p></div></body></html>