微流体系统中微阀的研究现状

依据微流体系统中微阀的驱动机理,将微阀分为有源微阀和无源微阀两大类,然后对这两大类进行细分,将有源微阀分为压电、磁、静电驱动、热驱动、相变、双稳态、外部驱动等类型,将无源微阀分为悬臂梁式、薄膜式、毛细管、扭矩驱动等类型。分别讨论了各种微阀的工作原理和性能,介绍了各类微阀的实验研究进展,指出了这些微阀的特点,突出了微阀作为微流体系统的主要元件之一,起到径流调节、开/关转换、密封生物分子和微/纳粒子等作用。回顾了微阀的发展历程,分析了目前研究过程中存在的问题,提出了微阀今后的研究方向。

PDMS微流体系统的加工制作

目前 ,微流体装置越来越多地应用到分析系统、生物医学、化学等基础研究领域。传统的微流体系统制作方法是对玻璃和硅片进行刻蚀。用软刻法制作PDMS(Poly(dimethylsiloxane) :聚二甲基硅氧烷 )微流体装置比传统的制作方法更快速 ,成本更低廉 ,并且对于通道的密封也不需要玻璃或硅芯片键合密封等复杂工艺。这类软刻法的核心技术是快速原样制作法和复制压模技术。相对于微电子加工工艺 ,软刻法制作过程不需要超静环境 ,化学家和生物学家可在普通的实验室实现加工制作。本文介绍了PDMS微装置在分离和生物材料模式化等方面的应用。

基于免疫微传感器的微流体系统

作为提高免疫微传感器一致性及稳定性方法的关键研究内容之一,在MEMS工艺制备的电极型免疫微传感芯片的基础上,设计和制备微反应室以及微进出样沟道,以期利用微流体系统配合完成敏感膜固定化及免疫检测过程,探索提高生物敏感膜固化的稳定性和一致性,提高免疫微传感器检测一致性的技术和方法。设计了不同结构的微流体结构,并通过软件对不同结构对免疫检测过程所带来的影响进行了分析和比较。该研究对于面向应用的微型免疫生物传感器的研制有着重要的研究意义和实用价值。

微流体系统驱动技术的研究进展

微流体驱动大致可以分为两类:一类是从宏观流体驱动移植过来的驱动方式;另一类是根据微尺度下流体特性设计的驱动方式。对两类不同的驱动方式进行了介绍与比较,前者原理成熟,基本都符合经典流体理论,在亚微米以上级微流体流道尺寸中的应用较广;相比之下,后者设计原理新颖,常用于微米甚至纳米级的微流体系统中,具有更好的发展前景。

微流体系统中微通道制作工艺的研究进展

微通道作为决定微流体系统性能的关键元件,其制作材料、工艺与装备是微机械领域的研究热点。现有微通道制作材料主要有硅及其氧化物、玻璃、聚合物三种。综述了不同材料微通道制作工艺的国内外研究现状,包括光刻、腐蚀、热压印、软化拉伸和键合等方法。讨论了现有微通道制作工艺及其设备的特征与不足,工艺过程涉及精密机械加工、化学处理、工程材料、图像处理和自动控制等众多学科,所加工微通道截面多呈矩形、三角形或半圆形,制作设备结构复杂、功能单一且成本高昂。展望了仿生微通道发展方向,简要介绍了玻璃基仿生微通道优化模型和制作设备的研究进展。

微流体系统中微通道网络成形工艺研究进展

微通道作为微流体系统的重要组成部分,是提高微流动性能的关键因素。现有微通道制作材料包括硅、石英和玻璃等无机材料,以及PDMS、PMMA、PC和环氧树脂等有机材料,而加工工艺主要有湿/干法刻蚀、热压成型、微/纳光刻技术、激光微加工和模塑法等类型。根据不同应用领域中微通道的功能需求和空间布置情况,可将微通道网络分为线性、平面和立体三种类型,综述了不同类型微通道网络成形工艺的国内外研究现状,其中线性和平面微通道网络的制作与成形一般是同时完成的,工艺较成熟,而立体微通道网络需分步实现,难度较大。探讨了现有微通道网络成形工艺的不足和发展趋势。简要介绍了玻璃基仿生微通道及其网络成形工艺研究进展。

微流体系统在高功率裸芯片模块上的散热研究

为解决高热流密度功率裸芯片的散热问题,在功率模块腔体上设置了一种自闭环一体化微流道散热系统。将裸芯片共晶焊接到金刚石,再将金刚石共晶焊接到功率模块腔体,有效降低了裸芯片到功率模块腔体之间的传导热阻。通过实验和仿真探究了微流道形式和流道宽度对散热能力的影响。结果表明:相同条件下交联微流道散热性能较好,同时减小流道宽度,提高芯片温度性能。仿真结果与实验结果具有良好的一致性,最大误差为7.16%。提出的微系统具备较好的散热能力,在环境温度70℃下,可处理的芯片热流密度为320 W/cm^(2)。

微流体系统中沸腾特性的研究进展

通过分析微流体系统沸腾过程中两相流流型、压降特性和传热特性三个关键问题,总结了微流体系统中沸腾特性的研究进展。分散流、间歇流和环状流是微通道的三类基本流型。流型和传热分析中考虑了壁面润湿性、表面粗糙度及表面缺陷等因素。提出了横跨大尺度到微尺度的综合型流型图和压降预测方法的基本构想。微尺度相变传热领域还需要在流型转化界限、传热分区及预测、临界热流密度等方面进行深入研究,对新型通道结构、新的混合流体和新的应用背景下的特殊流体进行更为广泛的讨论,为微蒸发器的设计、制造及运行提供参考。

微流体系统公司受到国土安全部的继续资助

微流体系统公司（MFSI）宣布已获得了微流体一生物侦探自动网络式探测器（M-BAND）制作的3X阶段合同。这项合同是DHS科学和科技委员会自2003年起资助的阶段系列之四。资助将持续到2009年3月，实现自动系统的小批量生产以用于美国关键地区扩展领域的实验。MFSI是接受这项资助的主要承包商，

Shrink Nanotechnologies与Corning签署模块化微流体系统全球独家专利使用权授权协议

Shrink Nanotechnologies（简称Shrink）是一家致力于产品和专利开发的新型纳米技术公司，其产品应用广泛，如太阳能产品、医疗诊断和传感器、生物技术研究和开发工具等领域。近日该公司宣布已经与Corning签署了一项专利使用权授权协议。根据协议规定，Shrink享有Corning模块化微流体系统至少八年的独家使用权和专利技术转让权。

哈佛大学研发出微流体系统驱动的小型软体机器人

据哈佛官网2018年8月6日消息,美国哈佛大学研究人员受孔雀蜘蛛启发,开发出一种使用微流体系统驱动的柔性微型机器人.该软体机器人由12层无弹性的硅胶材料制成,研究人员通过激光蚀刻将其粘合形成立体结构.机器人不含刚性部件,其主体内部是中空管系统,通过该系统向机器人泵送特殊液体,可驱动其四肢运动.

微流体控制系统研究及其应用前景

微流体控制系统是随着微机电系统的发展而迅速发展起来的研究领域。详细介绍了微流体控制系统的组成及其各元件的种类、研究发展历程,描述了系统的应用前景以及国内外在该领域的研究状况,提出了重视该领域的研究与应用已迫在眉睫。

MEMS和微流体分析系统的发展

微机电系统 (MEMS)是在微电子及微机械等学科基础上发展起来的新兴多学科交叉研究领域 ,是当今科学技术最具潜力的发展方向之一 ,而微型流体分析系统是这一研究领域中的热点。本文综述了MEMS技术以及作为MEMS技术一个重要研究方向的微型流体分析系统的起源及其广阔的市场应用前景 ,并对MEMS产品的市场化存在的问题进行了讨论。MEMS技术及微型流体分析系统的诞生必将对今后的化学、医学及生物学等领域的研究工作产生重大影响。

驱动电压波形修圆对微流体脉冲惯性力和驱动效果的影响

介绍了微流体脉冲驱动-控制技术,分析了微流体脉冲驱动-控制过程,指出在这一过程中影响微流体流动的主要因素是微流道固壁加速度和流体内部的黏性力。采用"椭圆修圆法"对方波驱动电压进行修圆,针对修圆点的位置决定微流体的驱动方向,获得了不同修圆位置和修圆系数的驱动电压修圆波形。通过实验探索了波形修圆对微流道固壁运动加速度、微流体脉冲惯性力和流体驱动效果的影响规律并进行了机理分析。所得流体体积流量可在0～15.4pl/min连续变化,远小于现有的微流体驱动技术。本文的研究成果可为微流体脉冲驱动-控制技术在微流体系统中的进一步应用提供参考。

微流动系统的研究现状与趋势

该文综述并分析了微流体系统的研究现状及发展趋势,提出了微流体系统多能域建模和仿真的功率键合图方法,对微流体系统的研究具有参考价值。

基于磁流体的微泵的研究进展

首先介绍了基于磁流体微泵的工作原理,并且根据Navier-Stokes公式推导出了磁流体在梯度磁场中所产生的驱动力大小。然后,回顾了磁流体微泵的发展历程,对各阶段磁流体微泵的产生进行了研究,梳理出了各磁流体微泵的发展脉络,并且详细描述了各微泵的结构特点以及优缺点。最后,简单展望了磁流体微泵的发展趋势,指出磁流体微泵发展中存在的问题,例如磁流体的制备、磁流体微致动理论体系不完善和新型磁流体微泵的设计等,并针对这些问题提出了有效的解决方案。

基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术

介绍了基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术,给出了各种微流体混合器的结构、原理和特点,同时对微管道中流体混合的仿真、实验技术以及微管道中微量流体混合程度的评价方法等作了概述。

基于声表面波技术的微流体混合及仿真

报道了在微流系统中使用基于叉指聚焦换能器的声表面波的一种有效方法。利用lift-off和软光刻技术在铌酸锂(LiN-bO3)压电单晶片基底上制作器件。使用有限元分析软件COMSOL Multiphysics分别模拟聚焦叉指电极和平行叉指电极两种声表面波的形成和分布。通过与相同条件下的平行叉指电极比较,说明聚焦叉指电极可以显著增强声表面波的能量。实验结果说明聚焦叉指电极可以在几秒内快速的混合PS(聚苯-乙烯)球。这种器件为生物应用提供了一种有用的微流芯片体系。

玻璃微流体器件制备仪的设计研究

微流控系统在很多应用场合需要采用透明材质,针对玻璃材料在加热到半熔融状态时可以塑形,设计了水平式的微流体器件制备仪。样机经实验后,可以制作出微米级的玻璃微针、微管道等器件。该制备仪结构简洁、成本较低、操作简单。

基于细胞培养的新型微流体加热器的开发与应用

设计开发一种新型功能化的二维微流体加热器系统,用于哺乳动物细胞(Hela)的灌注培养及生长过程中的实时监控.该装置在无培养箱的条件下,可以为细胞提供生长所需的温度环境.采用聚二甲硅氧烷(PDMS)及多层控制阀门制作微流体通道,与采用镀有金和铬的玻璃片制作的加热片高度集成,构成一个加热片上具备9个加热单元的装置.通过阀门控制,装置各单元独立工作,控制各腔室细胞接种及排出.该系统可以为各腔室培养的细胞提供稳定及均匀的温度(37℃),培养结果显示所培养细胞生长状况良好,表明该装置具有较好工作性能.