電磁驅動微流體芯片閥門設計.pdf

1、微流控操作平臺(芯片實驗室)為生物化學檢測應用的微型化、集成化、自動化和高度并行化提供了一系列流體操作單元,實現(xiàn)了不同領域的各種特殊的生物化學處理過程應用的簡捷、快速、高效和低成本化。
　　阻礙完全集成化的微流控系統(tǒng)平臺向小型化和商業(yè)化方向發(fā)展的一個重要因素在于穩(wěn)定的微型閥門的制備和應用。微閥的種類包含有主動非機械式、主動機械式、被動非機械式、被動機械式和外部系統(tǒng)驅動式等。盡管已經有近30年的發(fā)展歷程,現(xiàn)有的微閥仍然具有相當?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掩膜的加工技術,利用激光誘導水擊穿產生的激光空泡高和速沖擊波,實現(xiàn)在透明玻璃等材料中進行復雜二維或三維結構的刻蝕加工。
　　論文首次介紹、設計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動器。首先利用水輔助飛秒激光刻蝕加工技術和100nm精度的三維操作平臺,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、管陣列結構。螺旋微流通道的直徑在40μm-100μm范圍內。接著結合超聲振蕩等技術將超精細石墨粉以較高的填充比例灌入復雜的三維螺旋通道結構中,并進行了簡單而細致的封裝后接入外部電壓或電流源。最后,實際測試了簡單封裝之后的螺旋電磁鐵的電學特性,利用有限元分析軟件ANSYS模擬分析了不同陣列結構的微型電磁驅動器的驅動性能。并證明了我們所設計制備的微型電磁驅動器能夠有效實現(xiàn)對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