交流电场作用下具有导电率梯度的两相微流体驱动

为探讨微通道内多相流体驱动路径的控制方法,进行具有导电率梯度的交流电场致两相流体驱动实验,对沉积在微通道底部的指型交叉电极施加交流电信号,发现具有高导电率的流体会将低导电率流体挤出通道,并且占据整个通道,当不加电信号时,两相流体流动路径恢复初始状态.建立实验系统的二维理论模型,对两相流体交界面处由于电场与导电率梯度综合作用产生的净电荷和库仑力进行了推导,分析实验机理.利用电荷守恒方程、对流扩散方程以及Navier-Stokes方程对实验进行数值分析,通过仿真求解,得出微通道内流体的瞬时以及稳态变化规律,并重点分析频率对于两相流体控制过程的影响.结果表明:通过合理配制两相流体的导电率梯度,施以交流电场,能够有效控制两相微流体的流动路径,能够实现芯片在实验室系统中的多模块集成.