應(yīng)用于微納米顆粒的MEMS超聲分離裝置的研究.pdf

1、在對(duì)生物微粒進(jìn)行分析或檢測(cè)時(shí)，其第一步就是將生物微粒從其所處介質(zhì)中分離出來(lái)，因此一種高效、無(wú)污染的分離技術(shù)是十分關(guān)鍵的。與其它微納米顆粒的分離技術(shù)相比，超聲分離技術(shù)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(diǎn)，因此適用于生物微粒的分離或操縱。隨著MEMS技術(shù)的迅速發(fā)展，采用微制造技術(shù)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(shì)，這為超聲分離器件的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)了全新的思路?；贛E

2、MS技術(shù)的超聲分離裝置可實(shí)現(xiàn)器件的微型化及芯片化，并為今后在同一芯片上實(shí)現(xiàn)生物微粒的檢測(cè)提供基礎(chǔ)。本文提出了一種新型的應(yīng)用于微納米顆粒的MEMS超聲分離裝置，并對(duì)微裝置進(jìn)行了分析研究。 本文在對(duì)微粒的超聲分離理論進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)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(chǔ)上研究了微粒在流體介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)與聚集情況，并討論了影響微粒受力、運(yùn)動(dòng)的各個(gè)因素。在對(duì)MEMS器件各部分結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性進(jìn)

3、行分析的基礎(chǔ)上，完成了器件的設(shè)計(jì)，確定了器件的加工工藝流程，實(shí)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(jié)合的方式，對(duì)器件的工作模式與聲場(chǎng)分布進(jìn)行了分析。其中器件中的聲場(chǎng)分為兩部分進(jìn)行研究，即器件中微型薄膜振動(dòng)所激發(fā)的聲場(chǎng)與流體介質(zhì)造成的聲衰減，在兩部分的分析結(jié)果基礎(chǔ)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(chǔ)上對(duì)不同種類生物微粒的分離效果進(jìn)行了討論，最后，本文對(duì)整個(gè)課題的工作進(jìn)行了總結(jié)，并提