應用于微納米顆粒的MEMS超聲分離裝置的研究.pdf

1、在對生物微粒進行分析或檢測時，其第一步就是將生物微粒從其所處介質(zhì)中分離出來，因此一種高效、無污染的分離技術是十分關鍵的。與其它微納米顆粒的分離技術相比，超聲分離技術具備操作連續(xù)、可保證微粒的活性以利于后步處理，并且可分離非電性及非磁性粒子等優(yōu)點，因此適用于生物微粒的分離或操縱。隨著MEMS技術的迅速發(fā)展，采用微制造技術制造的MEMS器件在體積、重量、成本等方面，都具有十分明顯的優(yōu)勢，這為超聲分離器件的設計和制造帶來了全新的思路。基于ME

2、MS技術的超聲分離裝置可實現(xiàn)器件的微型化及芯片化，并為今后在同一芯片上實現(xiàn)生物微粒的檢測提供基礎。本文提出了一種新型的應用于微納米顆粒的MEMS超聲分離裝置，并對微裝置進行了分析研究。 本文在對微粒的超聲分離理論進行研究的基礎上，詳細分析了MEMS超聲分離器件中微粒的受力情況，給出了微粒受力的一維解析模型，在此基礎上研究了微粒在流體介質(zhì)中的運動與聚集情況，并討論了影響微粒受力、運動的各個因素。在對MEMS器件各部分結構振動特性進

3、行分析的基礎上，完成了器件的設計，確定了器件的加工工藝流程，實現(xiàn)了MEMS超聲分離器件的制造。文中采用解析分析方法與有限元分析方法相結合的方式，對器件的工作模式與聲場分布進行了分析。其中器件中的聲場分為兩部分進行研究，即器件中微型薄膜振動所激發(fā)的聲場與流體介質(zhì)造成的聲衰減，在兩部分的分析結果基礎上，得出了微型超聲器件中決定微粒分離的有效聲壓，從而在此基礎上對不同種類生物微粒的分離效果進行了討論，最后，本文對整個課題的工作進行了總結，并提