侧壁沟通式T型交叉微圆通道装置：微流动混合效应及粒子合成应用初探

发布时间：2024-02-15 00:27

　　微流控技术是在几十到几百微米尺度的通道中,进行处理和操纵纳升甚至更小体积液体的一种新兴技术。近年来,利用微通道流控结构,来实现纳升级甚至更小体积液体的混合及应用,是微流控技术发展的一个重要方面。微流控微混合液体的操控能力已经吸引了众多研究者利用其来合成微纳米粒子,并取得了一定的成果。本论文采用简易的微丝模塑法设计和制作侧壁沟通式T型交叉微圆通道装置,探讨这种构型特点的微流动装置的混合效果及应用于粒子合成的可能性。 首先,基于基于微丝模塑法工艺简约的特点,设计并加工制作出T型交叉的微圆通道装置,这种装置的通道特点是在两通道交叉处具有侧壁沟通通孔结构,这种通道的几何结构可使流过的流体发生收缩、放大、转向的预期行为。 为了考察流体通过上述通道结构的流动行为,论文从数值模拟和流体示踪实验两条途径展开定量研究。数值模拟实验中,我们对直径为100μm,80μm和60μm的微圆通道进行了模拟,并采取变化的微通道中心轴间距d来模拟真实的微混合通道。通过分析微圆通道的速度矢量,我们得出结论,直径为80μm的T型微圆通道在中心轴间距d取70μm时,微圆通道沟通通孔处的速度矢量有着明显的紊乱度。 流体示踪实...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 问题的提出及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 微混合技术及数值模拟
        1.2.2 基于微混合的微纳米粒子合成
        1.2.3 微纳米粒子的应用
    1.3 研究目的、内容和技术路线
2 微圆通道装置的制作
    2.1 微流控芯片的制作材料和工艺
        2.1.1 芯片制作材料
        2.1.2 微芯片制作工艺
    2.2 微丝模塑工艺制作微圆通道
        2.2.1 芯片制作方法
        2.2.2 其他多种结构通道的制作
        2.2.3 T 型微圆混合通道的制作
    2.3 实验平台介绍
    2.4 小结
3 T 型微圆通道的混合效果模拟
    3.1 引言
    3.2 基于Gambit-Fluent 软件的数值模拟
        3.2.1 软件模拟流程
        3.2.2 T 型通道的建模
        3.2.3 数值模拟结果
    3.3 流体示踪模拟实验
        3.3.1 实验步骤
        3.3.2 实验结果分析
    3.4 小结
4 微流动混合合成微米粒子
    4.1 实验方法
    4.2 微流动混合反应的最佳条件探索
        4.2.1 影响粒子合成的因素
        4.2.2 实验结果分析
    4.3 微混合合成粒子表征
        4.3.1 粒子表征方法
        4.3.2 粒子表征结果分析
    4.4 小结
5 结论与展望
    5.1 论文完成的主要工作以及创新点
    5.2 进一步的研究建议
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果
    B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：3898877