微流控芯片在磁性液体性能研究中的应用

发布时间：2022-02-24 10:23

　　近些年来,无论是对微流体控制芯片设备的加工精度还是控制方法均取得了长足的进步。由于其相比于传统研究平台具有低样品消耗量、低反应时间、精细化、易操控和多功能性等众多的优势,越来越受到科研工作者的关注。一直以来,磁性液体都是微流控领域研究的重点。磁性液体作为一类智能流体,通常可以分为铁磁流体（ferrofluids）或磁性纳米流体（magnetic nano fluids）和磁流变液（magnetorheological fluids,MRF）。磁场力可直接作用于微管道内的磁性物质,也可以借助磁性液体操纵无磁性物质。基于铁磁流体制作的磁阀、磁泵、磁塞等在微流控领域中屡见不鲜。但是,长久以来粒径在百纳米的磁性液体却被微流控研究者们忽视。这种磁性液体相比于一般的铁磁流体有着更强的磁性,相比于磁流变液具有更好的稳定性,并在药物运输、细胞标记、物质筛选等方面发挥出重要价值。在外磁场作用下,开展磁性液体中颗粒链的生成、磁性或非磁性颗粒的分离、以及微磁性液滴的监测表征等方面的研究对于分析磁流变机理,并进一步拓展其应用有着重要意义。结合微流控芯片的显著优势,本文使用常规软光刻微流体芯片和3D打印微流体芯... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省211工程院校985工程院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 微流体芯片实验室
    1.3 磁性液体发展概述
        1.3.1 磁性液体
        1.3.2 磁性液体的合成
    1.4 微流控在磁性液体研究中的应用进展
        1.4.1 磁铁的选择与制造
        1.4.2 磁泵
        1.4.3 磁混合
        1.4.4 磁捕获和磁运输
        1.4.5 磁分离
        1.4.6 磁标记
        1.4.7 磁检测
    1.5 本文工作的重点
第2章 不同粒径磁性液体的研制与力学性能研究
    2.1 引言
    2.2 不同粒径磁性液体的研制
    2.3 磁性液体的流变性能
    2.4 磁性液体流变性能与微观结构的关系
    2.5 本章小结
第3章 微流控芯片中磁性纳米球的粒径筛选
    3.1 引言
    3.2 微流控芯片的加工
    3.3 磁性纳米球的粒径筛选
        3.3.1 粒径筛选的机理分析
        3.3.2 粒径筛选的数值仿真
        3.3.3 粒径筛选的仿真与实验结果对比
    3.4 本章小结
第4章 集成磁铁阵列的3D打印微流控器件及其磁操控研究
    4.1 引言
    4.2 两种磁铁阵列的对比研究
    4.3 3D打印微流控器件研制
    4.4 无磁性颗粒的分离
        4.4.1 颗粒分离的机理分析
        4.4.2 颗粒轨迹的理论与实验分析
    4.5 本章小结
第5章 流动聚焦芯片中的非线性微磁性液滴研究
    5.1 引言
    5.2 流动聚焦装置与多模态磁性液滴的生成
        5.2.1 流动聚焦芯片的加工
        5.2.2 流动聚焦芯片中磁性液滴的生成
    5.3 巨磁阻传感器的设计与加工
    5.4 集成系统中磁性液滴的原位监测
    5.5 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及其他研究成果


【参考文献】：
博士论文
[1]流动聚焦液滴生成技术研究[D]. 严启凡.中国科学技术大学 2016



本文编号：3642528