微流控芯片中微米颗粒电动操控研究

来源 :中国计量学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bridge
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着相关研究和技术的发展,微流控芯片越来越多地应用在各个领域。微米级颗粒(包括细胞、细菌)是微流控芯片重要的分析对象之一,面向微米级颗粒的操控是微流控芯片的重要任务。电动操控是目前在微流控芯片中应用最广泛最成功的操控方式,与传统方式相比,在流体驱动和颗粒操控方面电动操控都有其独特的优势。以往对微流控芯片的研究主要着重在加工技术上,对其内部的物理机制重视不够。在此背景下,有必要开展的微流控芯片中微米颗粒电动操控的理论研究与数值模拟。本文以微直通道内微电极附近颗粒和经过90度微通道弯管的颗粒为研究对象,采用数值模拟的方法对颗粒受力、颗粒运动、颗粒捕捉和沉降进行了深入的研究,为微流控芯片的设计提供了参考和指导。本文的主要工作内容如下:(1)对电渗流进行了理论分析,建立了微流控系统中电渗流的多物理场耦合方程组。(2)分析了微米颗粒的多种受力,建立了综合的颗粒受力模型和运动模型。重点分析了电泳和介电泳在颗粒操控中的作用。(3)利用Fluent的用户自定义函数(UDF)接口,编写了描述电渗流和颗粒受力运动的C语言方程,并进行了数值模拟研究。(4)以微直通道中条带电极电场为例,对微电极附近颗粒电动运动进行了二维的数值模拟,利用统计方法,研究了微电极施加电压与颗粒捕捉效率的关系。(5)以90度微通道弯管电场为例,对弯管非均匀电场中颗粒的电动运动进行了研究,研究了颗粒在不同受力情况下的沉降运动,利用统计方法,颗粒的沉降率与Stokes数(St)的关系。
其他文献
目的探讨剖宫产术后硬膜外微量麻药镇痛效果和对产妇的影响.方法将60例剖宫产术后产妇分成两组,比较硬膜外自控镇痛组与肌肉注射哌替啶(度冷丁)组的镇痛效果,观察两组产妇的
本文选取安徽省历年各个学历毕业生人数作为人才需求指标.根据2006年至2010年的历史数据对2011年至2020年安徽省人才需求做了灰色预测分析,然后根据安徽发展现状、经济发展前景
碳基超级电容器作为一种新型的能量储存装置,具有高的功率密度、优异的倍率性能、长的循环寿命和安全可靠等优点,更重要的是碳基电极材料来源广泛、制备方法相对简单,可以通