气动微流控芯片气压控制微阀的机理及关键技术研究
近年来,PDMS气动微流控芯片实现了由简单单元操作到大规模集成芯片的飞跃,但是其外部气路控制系统中常规尺寸电磁阀组体积远大于微流控芯片本身的体积,价格昂贵,结构复杂,且硬质材料很难与气动微流控芯片本身进行集成,使得微流控芯片没有实现真正意义上的微型化和集成化.常规尺寸的微流控系统外部支撑元件是妨碍微流控芯片进一步集成最主要的障碍,很难达到便于携带的最终目标.本项目旨在实现气动微流控芯片外部气压控制阀组的小型化,提高气动微流控芯片的气动微流道对液体微流道的控制性能,为气动微流控芯片系统高度集成化提供理论依据.提出了取代气动微流控芯片外部气路控制系统中常规电磁阀的微阀系统，使外部气路控制系统中阀组可以作为一个控制模块集成在微流控芯片外部，并利用PDMS材料和负性干膜光刻胶软刻蚀技术对阀体封装工艺进行研究;对片上微阀的PDMS气动微驱动器建立多物理场藕合模型，对驱动性能、反应时间进行理论研究与试验研究;并针对气压控制微阀对驱动腔的压力控制性能进行算法研究，得到最优控制算法，从而实现液体微流道中液体样品的驱动、流向和流量控制。对集成PDMS气压控制微阀的气动微混合芯片进行了封装和性能试验研究。实验结果表明，PDMS气压控制微阀能够完全取代气动微流控芯片外部气路中常规伺服阀。
气动微流控芯片 气压控制微阀 外部气压控制阀 微流道 控制性能
李松晶
哈尔滨工业大学
国内会议
沈阳
中文
113-113
2016-08-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）