發(fā)布時間：2018-01-05 02:28

  本文關鍵詞：液滴微流控中液滴形成與操縱的關鍵技術研究　出處：《深圳大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：液滴普遍存在于自然界與日常生活之中,如水龍頭滴下的成串水珠,清晨荷葉上的露珠等。利用這些微小液滴來替代傳統(tǒng)生化實驗室里的燒杯、反應杯等,能夠實現(xiàn)化學反應和生物醫(yī)學檢測的微量化,有助于減少反應試劑、減短反應時間、調控局部反應條件、增加反應精度等,顯現(xiàn)出巨大的應用潛力。為此,需要大批量制作尺寸微小、可控的液滴。液滴微流控是產生和操控微小體積液滴的科學技術,這種技術每分鐘能產生幾千個尺寸均一且可控的微液滴,每個微液滴之間有油相隔開而成為單獨的反應器,相比于傳統(tǒng)生化反應系統(tǒng),具有高通量、低成本、無交叉污染及節(jié)約制造成本和時間等明顯優(yōu)勢。微液滴具有強大的應用潛力,而要讓微液滴真正發(fā)揮其潛在應用機制,其基本的先決條件是要能夠穩(wěn)定地產生非常均勻、尺寸和結構精確可控的微液滴。因此,能夠高頻產生穩(wěn)定、可控的微液滴,并對其實現(xiàn)精確操縱和高通量生產是實現(xiàn)其應用價值的關鍵一步。在此背景下,本論文對微液滴的形成與操縱理論進行了分析,并且基于理論分析,有效地掌握了微液滴的形成與操縱技術,在技術層面做出了創(chuàng)新性的改進,為液滴微流控技術以及微液滴相關應用打下了堅實基礎。具體內容如下:1.本文介紹了微液滴形成與操縱的背景與國內外研究現(xiàn)狀,簡述了微通道中兩相流的基本理論,分析了流體動力學中重要的相關無量綱參數(shù)對液滴形成的影響。描述了T通道法、流動聚焦法、共軸流法形成液滴的機理,建立了各主要影響參數(shù)之間的相互關系,并獲得了其一般規(guī)律。2.本文采用玻璃毛細管微流控裝置和聚二甲基硅氧烷微流控芯片來進行液滴形成及操縱的研究,通過不同流體性質的液體進行微液滴生成實驗,得到了影響液滴生成以及所得微液滴尺寸的量化關系,如流速比等表征得到液滴尺寸與兩相流量比的關系等。3.在技術層面上引入外加電場到微流控裝置中,探索電場力對微液滴產生以及尺寸分布等的影響,靠電場加大剪切力來得到尺寸更小的微液滴,從而突破微流控技術產生微液滴的最小尺寸。4.本文中選擇代表了典型生物流體、流變性質復雜的非牛頓流體,對其微液滴形成和操縱進行了初步研究,在研究過程中發(fā)現(xiàn)了與牛頓流體產生微液滴不同的現(xiàn)象,并做了初步分析。
[Abstract]:This paper introduces the theory of droplet formation and manipulation by using microflow control device of glass capillary and micro - fluidic chip of polydimethylsiloxane . In the course of the study , the phenomenon of micro - droplets produced by Newtonian fluid was found , and preliminary analysis was carried out .

【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O35;TN492

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本文編號：1381189