基于介電擊穿驅(qū)動(dòng)電滲流的微流控芯片設(shè)計(jì).pdf

1、微流控芯片是通過微泵、微閥等結(jié)構(gòu)元件將進(jìn)樣、分離、分析等實(shí)驗(yàn)單元集成到一塊芯片上的技術(shù)。從上世紀(jì)90年代開始發(fā)展,到如今已經(jīng)成為了一項(xiàng)國際前沿性科學(xué),在分析化學(xué)、生命科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)境檢測(cè)、信息學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
　　電滲流是微流控芯片重要的操控技術(shù)。它通過施加直流電壓產(chǎn)生庫侖力,作用在通道壁面的雙電層來驅(qū)動(dòng)液體的流動(dòng);電滲流技術(shù)不需要設(shè)計(jì)微泵、微閥等結(jié)構(gòu)所以它有利于微流控芯片的集成化、微型化。
　　本文的主要工作是

2、設(shè)計(jì)了采用介電擊穿作開關(guān)來驅(qū)動(dòng)電滲流的微流控芯片,其設(shè)計(jì)思路是在兩個(gè)微通道之間一個(gè)壩的結(jié)構(gòu)作為阻擋層,通過壩的介電擊穿來驅(qū)動(dòng)壩兩邊的通道內(nèi)的流體。本文主要研究了微米尺寸下介電擊穿驅(qū)動(dòng)電滲流的可行性,目的是通過通道中導(dǎo)電溶液來取代電極的作用,從而簡化微流控芯片的集成工藝;設(shè)計(jì)方法是通過COMSOL多物理場(chǎng)耦合軟件對(duì)電介質(zhì)擊穿下壩的電場(chǎng)、焦耳熱、溫度分布進(jìn)行模擬,結(jié)合材料的耐熱溫度來驗(yàn)證介電擊穿的可恢復(fù)性;通過電滲流驅(qū)動(dòng)下的流體速度、壓力分