基于旋转诱导电荷电渗的微纳颗粒团聚机理与实验研究

发布时间：2024-07-02 20:10

　　小样本微纳米颗粒的高效富集并快速检测是微纳流控系统中实现实时检测的核心操作要求,针对传统介电泳或流体流动辅助的颗粒团聚缺陷,集成化MEMS流体器件越来越期待具有更好集成性、更高操控效率的新型颗粒团聚方法出现。,本文提出了一种基于旋转式的诱导电荷电渗颗粒高效浓缩及定向操控方法,旨在利用旋转诱导交流电荷电渗(ROT-ICEO)在通道中灵活调控颗粒在悬浮电极表面的位置,并通过不断向中心收缩形成的粒子悬臂模式完成颗粒在指定位置的收集,最后通过栅电压的调控实现粒子团的定向移动。首先,综述微流控芯片中对颗粒的收集方式,发现现有的收集方式对于表面无电荷的微纳米尺度的颗粒的操控手段并不理想和有效,进而提出了利用旋转诱导电荷电渗对颗粒操控的新方法。其次,分析诱导电荷电渗颗粒聚集的机理:基于经典RC电路理论推导了正弦稳态信号下悬浮电极表面的电渗滑移流速;通过对微通道内流场的数值求解得到了空间流场的分布特性,阐明了悬浮电极上方反向漩涡形成的流动停滞线与颗粒聚集现象的关系并研究了诱导电荷电渗的电控特性。再次,揭示ROT-ICEO影响颗粒收集现象的机理:提出了空间中颗粒运动轨迹的物理描述,分析了颗粒在ROT-I...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1微粒子在非均匀电场中受介电泳力示意图

图1-1微粒子在非均匀电场中受介电泳力示意图16电渗是另一种交流电场机制下控制粒子的方法。电渗是一指在电场作用下，在通道中或固相多孔物质内，液体沿固现象18,19。本质上交流电渗是利用流体间接控制颗粒的衬底芯片上刻蚀对称布置的微电极，将分布有粒子的溶液由硅树脂膜和芯片形成微通....

图1-2交流电渗粒子收集示意图

图1-1微粒子在非均匀电场中受介电泳力示意图16交流电渗是另一种交流电场机制下控制粒子的方法。电渗是一种宏观，它是指在电场作用下，在通道中或固相多孔物质内，液体沿固体表面种迁移现象18,19。本质上交流电渗是利用流体间接控制颗粒的。如图1示，硅衬底芯片上刻蚀对称布置的微电极....

图1-3导电圆柱周围的诱导电渗流2009年，Yazdi30,31等人通过在直通道中固定3个圆柱形金盘，如图1-4

括研究极化微结构附近的诱导电荷电荷电泳运动，金属粒子在旋转电固体/电解质界面的基本滑移机理在加电场和极化表面诱导电荷之间的Squires和Bazant25,26为描述在施现的非线性电动力学现象，其如图阶段有关诱导电荷电渗流研究的出数值模拟研究。2005年，Levitan27....

图1-4SHYazdi等人设计的诱导电荷电渗粒子收集结构

1-4SHYazdi等人设计的诱导电荷电渗粒子收集结quires32综述了诱导电荷电动力学(ICEK)现象的片领域的广泛应用前景。2010年，Bazant和S最新研究动向并阐述了对于ICEK现象进行系性。同年，Mansuripur34等人利用电容耦合原理物周围出....

本文编号：3999945