電磁驅(qū)動(dòng)微流體芯片閥門(mén)設(shè)計(jì).pdf

1、微流控操作平臺(tái)(芯片實(shí)驗(yàn)室)為生物化學(xué)檢測(cè)應(yīng)用的微型化、集成化、自動(dòng)化和高度并行化提供了一系列流體操作單元,實(shí)現(xiàn)了不同領(lǐng)域的各種特殊的生物化學(xué)處理過(guò)程應(yīng)用的簡(jiǎn)捷、快速、高效和低成本化。
　　阻礙完全集成化的微流控系統(tǒng)平臺(tái)向小型化和商業(yè)化方向發(fā)展的一個(gè)重要因素在于穩(wěn)定的微型閥門(mén)的制備和應(yīng)用。微閥的種類包含有主動(dòng)非機(jī)械式、主動(dòng)機(jī)械式、被動(dòng)非機(jī)械式、被動(dòng)機(jī)械式和外部系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)式等。盡管已經(jīng)有近30年的發(fā)展歷程,現(xiàn)有的微閥仍然具有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展

2、空間和發(fā)展?jié)摿Α?br>　　水輔助飛秒激光刻蝕加工作為一種無(wú)掩膜的加工技術(shù),利用激光誘導(dǎo)水擊穿產(chǎn)生的激光空泡高和速?zèng)_擊波,實(shí)現(xiàn)在透明玻璃等材料中進(jìn)行復(fù)雜二維或三維結(jié)構(gòu)的刻蝕加工。
　　論文首次介紹、設(shè)計(jì)制備了在普通玻璃基底中以螺線管形式的三維微流通道為核心的微型電磁驅(qū)動(dòng)器。首先利用水輔助飛秒激光刻蝕加工技術(shù)和100nm精度的三維操作平臺(tái),在玻璃基底中制備了單螺旋通道、雙螺旋通道、三螺旋通道、四螺旋通道和嵌套螺旋陣列等多種不同的螺線

3、管陣列結(jié)構(gòu)。螺旋微流通道的直徑在40μm-100μm范圍內(nèi)。接著結(jié)合超聲振蕩等技術(shù)將超精細(xì)石墨粉以較高的填充比例灌入復(fù)雜的三維螺旋通道結(jié)構(gòu)中,并進(jìn)行了簡(jiǎn)單而細(xì)致的封裝后接入外部電壓或電流源。最后,實(shí)際測(cè)試了簡(jiǎn)單封裝之后的螺旋電磁鐵的電學(xué)特性,利用有限元分析軟件ANSYS模擬分析了不同陣列結(jié)構(gòu)的微型電磁驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)性能。并證明了我們所設(shè)計(jì)制備的微型電磁驅(qū)動(dòng)器能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)磁性微納米粒子或合適的微型功能元件等的操控。
　　以普通玻璃為