（精密仪器及机械专业论文）新型压电驱动微流体混合器的理论及实验研究(精密仪器及机械专业优秀论文).pdf

中国科学技术大学博士学位论文 摘要 摭要 微流体混合器是微流体系统中的熏要器件之一。目前，国内外己报邋了许多 基于不粒原理、类型各异的微流体混合嚣。这些混合器大致可分为主动式魏被动 式两类。它们照可在一定程度上提高微流体的混合效果，但存在结构复杂、需较 长鳇漫合通遂鞠辩淘等欢陛。论文针对徽鼹下漉镩混合的辊理，姆压电徽悬甓粱 集成到微流体的混合通道中，利用其在交变电场作用下产生的周期性的、往复式 摆羲在嚣漉藩煞分赛覆 上黯徽邋道中憝予层滚袄态的浚薅避章亍横翔熬、畿接馥予 扰，以期进一步增强流体混合的效果，设计并制作了一种压电驱动的主动式微流 体混台器。 论文首先从理论上分析了懋臂梁静止和摆动时混合通道内流场的形态，并就 压电悬臂粱在电场俸磁下的横向位移及微纳米尺度下电极层对其动态性雏的影 响等进行了研究。接蓉，论文基于受迫阻尼振动理论建立了浸没于粘性流体中的 压电悬臂梁在变变电场作用、工作在菲共振状态下的数学模型，并在一定程度上 验涯了其正确 生。 论文还采用数值仿真方法对新型联电驱动微流伴混合器的结构尺寸和混合 性麓在苓嗣缝椽帮操 髻参数下避褥了仿真鞠优纯，确定了瑟型滋合嚣黔袋佳结掇 形式，最后通过m i c r o p i v 和荧光测试技术实骏研究了新型混合器混合通道内的 滚绣在悬营粱黪盘帮撰动露熬交讫及游合器的混台淫筑，并褥爨了与仿囊一致瓣 结论：在混合道道内流体流动的雷诺数为7 1 2 。悬臂粱摆动频率2 0 0 h z 。施加电 压6 0 v 的实验蘩件下，薪型混合器可获得仅1 m m 左右鲶最，j 、混合长度。就俸者 所知，这比目前现有的同类混合器的性能要好得多。同时，新型混合器还具有结 构简单、制作简便、成本低廉、混合过程可控、适应混合具有不同精度鞠扩散系 数的漉 本、易与微流体系统集成等优点，其缺点是由于电场的作用悬臀粱在摆动 过程中会产生热量，因此对那些含有对温度敏感分予的流体的混合应朋受到限 制。 关键词：压电，悬臂梁，微流体混合器，仿真，实验，微流体系统 ! ! ：旦q ! ! ! ! 苎! ! ! ! ! ! ! 型! ! ：! 翌! 堕! ! i ! ! ! ! ! ! ! ! ! 望! ! ! ! ! ! 魁! ! 竺! ! ! ! 垒! ! 堡! 壁 a b s t r a c t m i c r o m i x e ri so n eo fi m p o r t a n td e v i c ei nm i c r o f l u i d i cs y s t e m u pt o 靠o i m a n y k i n d so fm i c r o m x e r sb a s e do nd i f f e r e n tp r i n c i p l e sh a v eb e e nr e p o r t e d ，w h i c hc o u l db e c a t e g o r i z e da sa c t i v ea n dp a s s i v em i c r o m i x e r s t h o u g ht h e s em i x e r sc o u l di m p r o v e m i x i n ge f f e c ti ns o m ed e g r e e ，s o m ed i s a d v a n t a g e sa sc o m p l i c a t e ds t r u c t u r e ，n e e d i n g l o n gl e n g t ho fm i x i n gc h a n n e la n dt i m ef o rt h ef u l lm i x i n ga n de t c ，a r ea l s oe x s i t i n g a i m i n ga tt h em i x i n gm e c h a n i s mo ff l u i d si nm i c r o s c a l e ，t h ed i s s e r t a t i o nc r e a t i v e l y i n t e g r a t e sm i c r op i e z o e l e c t r i cc a n t i l e v e ri n t om i c r o f l u i d i cm i x i n gc h a n n e lt od i s t u r b t h el a m i n a rf l u i df i e l da tt h ei n t e r f a c eo ft w of l u i d sw i t hi t sp e r i o d i ca n d r e c i p r o c a t i n g s w a yu n d e rt h ea l t e r n a t i n ge l e c t r i c f i e l d ，an e v - c , a c t i v em i c r o m i x e rd r i v e nb y p i e z o e l e c t r i cc e r a m i ci sd e s i g n e d ，f a b r i c a t e da n di n v e s t i g a t e d f i r s t ，t h ed i s s e r t a t i o nt h e o r e t i c a l l ya n a l y z e st h ec h a n g eo ft h ef l u i df i e l di l l m i c r o c h a n n e lw h e nc a n t i l e v e rs t i l l sa n ds w a y s ，t h et r a n s v e r s e d i s p l a c e m e n to f c a n t i l e v e ru n d e re l e c t r i cf i e l d ，a n dt h ei n f l u e n c eo fe l e c t r i c l a y e ro nt h ed y n a m i c p e r f o r m a n c eo fp i e z oc a n t i l e v e rw i t hm i c r oo rn a n os c a l ed i m e n s i o n si nt h i c k n e s s i n s u c c e s s i o n ，b a s e do nt h ef o r c e dd a m pv i b r a t i o nt h e o r y , t h ea u t h o rb u i l d sam a t h e m a t i c m o d e lo ft h es w a yo ft h ep i e z oc a n t i l e v e ri m m e r g e di nv i s c o u sf l u i d ，d r i v e nn o t 砒 r e s o n a n tf r e q u e n c yb ye l e c t r i cf i e l d ，a n dv a l i d a t e si t sc o r r e c t n e s sa tac e r t a i ne x t e n t 。 a d d i t i o n a l l y , t h ed i s s e r t a t i o na l s os i m u l a t e sa n do p t i m i z e st h es t r u c t u r ea n d p e r f o r m e n c eo ft h en e l , vm i c r o m i x e ra td i f f e r e n tp a r a m e t e r s ，a s c e r t a i n st h eo p t i m a l s t r u c t u r ea n di n v e s t i g a t e st h ei n f l u e n c eo ft h es w a yo fc a n t i l e v e ro nt h ef l u i df i e l da n d t h em i x i n ge f f e c to ft h en e wm i c r o m i x e rb ye x p e r i m e n t a lm e t h o d so fm i c r o p i va n d f l u o r e s c e n c et e s t i n g f i n a l l y ，t h ea c c o r d a n tc o n c l u s i o nw i t hs i m u l a t i o ni sd r a w nt h a t t h en e wm i c r o m i x e rc o u t da t t a i nt h em i n i m u mm i x i n gl e n g t ho fo n l yl m ma t e x p e r i m e n t a lp a r a m e t e r so fr e y n o l dn u m b e ro f7 1 2 ，s w a yf r e q u e n c yo f2 0 0 h za n d a p p l i e dv o l t a g eo f6 0 v f o ra u t h e r sk n o w l e d g e ，t h i si sb e t e rt h a nt h a to fe x s i t i n g a c t i v em i c r o m i x e r s t h en e wm i c r o m i x e ra l s oh a so t h e rm e r i t s ，s u c ha ss i m p l e s t r u c t u r e ，e a s yf a b r i c a t i o n ，l o wc o s t ，m i x i n gp r o c e s sc o n t r o l l a b l e ，s u i t i n gt om i xf l u i d s o fd i f f e r e n t v i s c o s i t y a n dd i f f u s i o nc o n s t a n t ，c o n v e n i e n c eo fi n t e r g r a t i o nt o m i c r o f l u i d i cs y s t e ma n de t c t h ed i s a d v a n t a g eo ft h em i c r o m i x e ri st h eh e a tg e n e r a t e d d u et ot h ea p p l i e de l e c t r i cf i e l d t h e r e f o r e ，t h ea p p l i c a t i o n so fm i x i n gf l u i d sw i t h l l ! ! ：旦：里i ! ! ! 垡! ! ! ! ! ! 旦! 生! ! ! ! 生! ! ! ! i ! ! ! ! ! ! ! 里! 些! ! ! g ! ! ! 竺! ! ! ! 垒! ! 堡! 壁 m o l e c u l a r ss e n s i t i v et oh e a tm a yb el i m i t e d ， k e yw o r d s ：p i e z o e l e c t r i c ，c a n t i l e v e r ，m i c r o m i x e r , s i m u l a t i o n ，e x p e r i m e n t , m i c r o f l u i d i cs y s t e m 1 1 i 中国科举技术大学博士学位论文插图清单 插图清单 豳卜1 徽通道中的层滚及基于翻由扩数的混合过程3 图2 - 1 新型压电驱动微流体混合器原理示意图1 7 篷2 - 2 距混台遴遘入日不霹疆离楚静逮发砺2 0 图2 - 3 悬臂梁摆动的一个周期内混合通道不同截面上述度2 3 图2 - 4 两种类穗的压悬臂粱2 5 圈2 - 5 悬譬梁模淘整移豹诗算、仿真及实验比较2 8 图2 - 6 实验用臌电悬臀粱2 9 图2 7 压电悬鬻粱横离位移实验装置一l d ￥2 9 强2 - 8 是否考虑电极屡时悬臂粱横向位移的比较3 2 图2 - 9 考虑电极层与否，不同压电层、弹性屡与电极屡厚度比时悬臂梁的尖端 位移? ? 图2 1 0 考虑电极层与否时，懋臂粱的谐振频率与不同压电层和弹性层与电极屡 厚度眈的关系3 唾 图2 - 1 l 浸没予糙挂流体中均鹰电悬鹫黎熬理论建模3 5 图3 1 新型压电驱动微流体混合器结构示意图4 3 鼙3 - 2 懋瞽梁静止或摇动对蔼台逶遂海流场的炎仡。 图3 - 3 新型微流体混合器设计图4 6 图3 4 三种不同宽度的微混合通道4 8 蚕3 - 5 激光船工懿徽遁道( 逶遥宽度为0 1 2 撂m ) 4 8 图3 - 6 制作完成的悬臀梁端部与混合通道入口三种不同相对位避的混台器5 0 图3 - 7 新型压电驱动徽流体混合器实物圈5 1 图4 - l 微流体混合嚣的有限元模型5 5 图4 - 2 悬臂梁的摆动列混合通道中质娥传输的影响5 7 图4 - 3 粱一个摇动瘸潞两混合递遂入嗣流场静变化及产生韵灞5 v l 中国科学技术大学博士学位论文 插图清单 图4 - 4 悬臂梁的摆动造成混合通道中横向质量传输的变化5 9 图4 5 混合通道不同截面上混合指数与时间的关系6 1 图4 - 6 悬臂梁端部与混合通道入口处三种不同相对位置的混台器示意图6 2 图4 7 混合长度与悬臂梁摆动频率的关系6 3 图4 - 8 最小混合长度与流体进口速度之间的关系6 4 图4 9 混合时间与流体粘度之间的关系6 5 图5 - 1m i c r o p i v 系统示意图6 9 图5 - 2 实验原理图7 0 图5 - 3 实验所用的微进样器7 2 图5 4 微进样器流量与驱动电压的关系7 2 图5 - 5 实验用m i c r o p i v 装置7 2 图5 - 6 实验用荧光显微镜7 3 图5 7 悬臂粱静止时，混合通道入口处荧光粒子的图像7 5 图5 - 8 悬臂梁静止时，混合通道入口处的速度矢量图7 5 图5 - 9 悬臂粱摆动时，混合通道入口处的速度矢量图7 6 图5 一1 0 悬臂梁摆动引起的涡的放大图7 6 图5 一l t 悬臂梁静止时，微通道中的层流现象7 8 图5 1 2 悬臂梁的摆动对混合通道入口处流场的影响 8 0 图5 一1 3 悬臂梁静止和摆动时混合通道入口处流场的荧光图像8 l 图5 1 4 悬臂梁摆动和静止时，距混合通道入口不同距离处的混合指数8 2 图5 一1 5 悬臂梁摆动和静止时，距混合通道入口不同距离处的混合指数8 3 图5 一1 6 混合长度与梁振动频率的关系8 4 图5 一1 7 混合长度与压电悬臂梁施加电压的关系( 混合器b i i ) 8 4 v i i 中国霉萼举技术大攀薄学位论文 衷播溥尊 表格清单 寝2 - t 惹臂粱结构和材辩相关参数2 8 表2 - 2 压电嘲瓷主要的力学和电学相关参数2 8 表2 - 3 压电恐翳粱楣关参数3 2 袭4 1 灞台疆数、灞合长度及混台对潮每漉体分子扩觳系鼗懿关系一铺 v i h 中国科学投毒大学媾学位论文第章绪论 l 。1 徽流体系统概述 第一章绪论 徽流体系统( 鑫, i i c r of l u i d i cs y s t e m ) 麓指霹弼寒处理极少爨( n l - - m 1 ) 麴滚侮 ( 怠撬滚韦奉窭气体) 、只寸在蕊米到微米量级驰务羊孛微漉体器件及相关装置的嶷 台，是微梳电系统( m i c r o e l e c t r o m e c h a n i c s y s t e m s ，简称m e z i i s ) 的一个蕊簧分支。 檄流体系统基于m e m s 相关技术，遥过计算枫、章芎鼹科攀、生物学及嚣学等多学 科的交叉实现生物、化学分析等系统从试样准备、输遥、检测誊捌排蹬的整体装 鬣的徽型化、自动化、集成诧和便携化“。 微流体系统一般包括驱动部分、流体控制部分、执行部分、传感部分及相关 电子装嚣等。番部分的功篷都是遗过不同韵微流体器件来完成的。各个微流体器 件闻黝协周工作蠖可实现对微鳖流体进行输运、分离、混合( 或反应) 、控制和梭 溺等攥髀! 。徽漉体系绞中关键弱微浚倭器传包摄微泵( m i c r o p u m p ) 、擞遁遂 ( ：$ 磊c r o c h a n n e l ) 、徽竭( 磊 i c r o v a l v e ) 、微黄感器 , 缸 i c r o s e n s o r ) 、微混会器 ( m i c r o m i x e r ) 等。徽荣在徽流俸系统申处于较核心静位置，它为整个系统提供动 力磷疆动流体在系统中按要求流动；徽遇遘晕甓徽满霹以羧割滚体漉动懿遮度秽方 向：微传感器是用来感测流体系统中的参量，并与微执行部分相关联以实现褥定 的功能。通过整合、熊成这些微流体器件可以擒残具有不同功能的智慧仡镦黧浚 体芯片系统。微流体器件具有体积小、调控精确度高、自动化程度高、可以集成 蠲大鐾生产等优点，在生物科技、便携式生联捻测和药物注射系统、环境分析及 安全检测系统、精密流体控制、微动力系统簿应用中有蓿广阉的市场翦最，会对 二十一遨纪产器轻、薄、短、小、智慧纯、多撵彳七的瓣袋产生正嚣的挣击。檄爨 上繁一个镦漉体嚣馋巍英国露嚣理工太学 l m p e r i c a lc o l l e g e ) 鲍曼齐( a n d r e a s m a n z ) 、美阐橡树岭粥家实验警的拉媾齐( 腻r a m s e y ) 等科学家在年代穰骈麓 成功的。该嚣件是利蠲常藏的平面蕊工工艺 5 露淫畿较好。对2 0 r e 5 ) 射性爱莛好。 但对于采用动电方式驱幼的微流体，由于其流动的雷诺数非常低( r e 1 ) ，上述 结梅不能有效穗产生足够静横翔对流传簇两达不蓟有效瓣混合。基于茈，j o h n s o n z 等首次研究并证实了在通道壁上增加一些筋祭( 或凹槽) 同样可产生混沌对流“。 如m o c 女等在徽通道瀚底部帚l 作了一些交错的人字形酶条状结构。这些不对称的、 倾斜的条状结构会对帮性流体产生非对称的流魁，使流场产生横向的速度分量， 混合过程得到很大程度的增强。该混合器在p e c & t 数为1 0 4 时，可得到仅l c m 的涡含 长度“。基于文献【5 4 】款混金器结构，一些学者又对矮进行了结梅垅化帮改进， 以期进步提商其混合效果“5 “”。 1 2 3 现有微流体混合器存在的主骥问题 理想的混合器应该是混合效果好、结构简龋、容易制造、能耗小、易于集成 到整令微浚髂东统中曩对工俸漉髂具鸯较酝豹挝律率等“”。露瓣，虽然膏攫多类 中国科学技术大学博士学位论文 第一章绪论 型、基于不同原理的微流体混合器被开发出来，并在生化分析、药物输运、安全 检测等领域有着广阔的应用前景，但混合效果都不很理想，距商业化大规模应用 还有很大差距。这主要是因为相关微流体理论的研究( 特别是关于尺度效应、微 通道中的质量传输及相关理论) 还很有待完善。 从现有微流体混合器的结构和混合性能来看，主动式和被动式两种类型的混 合器都可在一定程度上增强微通道中流体的混合效果，但各有优缺点，且有不同 的适用条件。主动式混合器一般具有混合效果较好( 即可有效缩短充分混合所需 的时间和通道长度) 、混合过程可控( 即驱动的幅度和频率都可人为控制，并在需 要混合的时候才进行混合) 等优点，其缺点是需额外能量输入、结构较复杂、操 作中会产生热量( 这就限制了其适用的流体种类，如不适合用于混合那些对温度 敏感的生物流体等) 。而结构相对较简单、制作较容易是被动式混合器的突出优点， 但其混合过程不可控、针对不同种类流体的适应| 生较差以及需较长的混合时间和 通道等是其不足之处。从实际应用的角度考虑，一方面集成化的微流体芯片要求 其各个组成部分( 如微泵、微阀、微流体混合器等) 都尽量小，以在芯片上集成 更多的功能部件，较长的混合通道会占据微流体芯片上宝贵的空间：另一方面， 较长的混合时间对于一些对时间较为敏感的生化分析来说是非常不利的。 1 3 课题研究的目的和意义 国外十几年前就开始进行微流体混合器方面的相关研究，而国内则起步较晚， 也就在近几年才有所涉及。随着微流体系统实际应用的不断深入和扩展，现有的 微流体混合器还都难以满足现代生化分析、环境及安全检测等应用高效、快速、 实时的需要，其性能还都有待于提高。因此有必要开发出性能更好的混台器，以 进一步减小充分混合微量流体所需的时间和通道长度，同时结构更简单、成本更 低、适应性更强、更易与微流体系统集成的新型微流体混合器。基于此，近年来 微流体混合器越来越成为国内外学者研究的热点之一。 从整个微流体系统的角度考虑，为得到较好的混合效果，并在一块芯片上尽 可能集成更多的微流体器件，选择混合效果较好、效率高、占据空间小的主动式 混合器不失为个不错的选择。主动式混合器虽然需要额外的能量输入，但在整 个微流体系统中能量的供应通常也是不可缺少的。针对微流体系统实际应用的不 中国科学技术大学博士学位论文 第一章绪论 断扩展、微流体混合器在微流体系统中的重要作用以及国内外微流体混合器的研 究现状，本课题选择微流休混合器作为切入点，结合压电微悬臂梁技术在微机电 系统中的应用，将压电微悬臂粱集成到微流体混合器t 字形的混合通道中，利用 其在外界交变电场作用下产生的时变的、周期性的、往复式摆动在两流体的分界 面上对混合通道内处于层流状态的流场进行直接的、横向的干扰，设计并利用激 光加工方法制作一种非硅材料的、结构简单、制作简便、成本低廉、混合过程可 控、适应混合具有不同粘度和扩散系数的流体、易与微流体系统集成的压电陶瓷 驱动微流体混合器，以期进一步提高微流体漓合器的综合性能，满足实际应用的 需要。 1 4 论文 本论文 并制作了一 优化、实 构如下： 的主要研究内容及结构 主要是运用流体力学理论，针对现有微流体混合器存在的问题，设计 种新型的压电陶瓷驱动微流体混合器，并采用理论分析、数值仿舆和 验研究相结合的方法对其结构与性能进行了深入的分板。论文的组织结 第一牵简要介绍了微流体系统的概念、组成、应用以及国内外关于微流 体系统中的个重要部件微流体混合器的研究现状及存在的问题， 之后给出了本课题的目的和内容； 第二章从理浩上对新型压电驱动微流体混合器中的相关理论 分析( 包括悬臂梁静止和摆动时混合通道内流场的形态、压 横秘位移、微纳尺度下电极层对压龟悬臂粱性能的影响及浸 体中的压电悬臂梁的运动等) ； 第三章主要介绍了新型压电驱动微流钵混合器的结构形式、 及具体的制作过程等； 问题进行了 电悬臂粱的 没于粘性流 工作原理以 第四章采用数值模拟的方法分析了压电悬臂粱摆动时封新型混合器滤合 通道内的速度场及横向质量传输的影响，并基于不同的结构形式和操作 参数对新型混合器的性能和结构进行了仿真和优纯； 第五章采用不同的实验方法研究了新型压电驱动微流体混合器混合通道 内的流场状态及其混合性能，并得出了令人满意的结论； 3 中国科学技术大学博士学位论文第一章绪论 最后一章是对本课题研究的总结，并对后续工作提出了一些意见和建议。 1 5 参考文献 1 鞠挥，吴一辉m e m s 和微流体分析系统的发展微纳科学与技术，2 0 0 3 ，7 ： 2 7 3 1 2 h t t 0 w w w k e x u e m a g c o m a r t d e t a i l a s p ? n a m e = 3 9 5 3 m o u s s awaa n dg o n z a l e zuf s i m u l a t i o no fm e l m sp i e z o e l e c t r i cm c r o p u m pf o r b i o m e d i c a la p p l i c a t i o n sp r o c a s m ei n t m e c h a n i c a le n g i n e e r i n gc o n g r e s sa n d e x p o s i t i o n ( n e wo d e a n s l a ) ，2 0 0 2 4 v a r tl i i n l e lhtg v a nd ep o lfcma n db o u w s t r as ap i e z o e l e c t r i cm i c r o p u m p b a s e do nm i c r o m a c h i n i n go fs i l i c o n s e n s o r sa , c t u a t o r s 1 9 8 8 1 5 ：1 5 3 6 7 5 m o r r i scja n df o r s t e rfk o p t i m i z a t i o no f ac i r c u l a rp i e z o e l e c t r i cb i m o r p hf c ra m i c r o p u m pd r i v e r j m i c r o m e c h m f i c r o e n g 2 0 0 0 1 0 ：4 5 9 - 一4 5 6 y u nk s ( 2 1 h oi - j ，b uj - u ，k i mc ，ja n dy o o ne as u r f f a c e t e n s i o nd r i v e n m i c r o p u m pf o rl o w v o l t a g ea n dl o w 9 0 w e ro p e r a t i o n s j m i c r o e l e c t r o m e c h s y s t 2 0 0 2 1 1 ：4 5 4 - 弗1 7 p s e l v a g a n a p a t h y ，e t c a r l e na n dc m m a s t r a n g e l o e l e c t r o t h e r m a l l ya c t u a t e d i n l i n em i c r o f h 。u i d i cv a l v e s e n s o r sa n da c t u a t o r sa 2 0 0 3 1 0 4 ：2 7 5 8 2 8 s b o h m , g j b u r g e r , m t k i o r t h o r s ta n df r o s e b o o m am i c r o m a c h i n e ds i l i c o n v a l v ed r i v e nb yam i n i a t u r eb i - s t a b l ee l e c t r o m a g n e t i ca c t u a t o r s e n s o r sa n d a , c t u a t o r s ，2 0 0 0 ，8 0 ：7 7 - 8 3 9 r y om i y a k e , t s ，l a m m e r i n k m e l w e n s p o e k ，e ta 1 m i c m m x e rw i t hb t s t d i 仃u s i o n ，m e m s 9 3 f l o r i d a , 1 9 9 3 ：2 4 8 屯5 3 1o j 卜h u n gt s a j l i w e jl i n a c f i v em i i c r o f l u i d i cm i x e ra n dg a sb u b b l ef i l t e r r i v e n b yt _ e r m a lb u b b l em i c r o p u m p s e n s o r sa n da q c t u a t o r sa 2 0 0 2 9 7 0 8 ：6 6 5 - 6 7 1 11 z h e n y a n g , s o h e im k a t s u m o t o h 5 r o s h ig o t o ，e ta 1 u f l t r a s o n i cm i c r o m i x e rf o l 4 m i c m f l u i d i cs y s t e m s , s e n s o r sa n da c t u a t o r sa 2 0 0 0 9 3 ：2 6 6 - 2 7 2 1 2 l i a r g h s u a nl u k e es u kr y e , c h a n gl i u am a g n e t i cm i c r o s t i r r e ra n da r r a yf o r m i c r o f l u i d i ct a x i n g j o u r n a lo f m i c r o e l e c t r o m e c h a n i c a l 【s y s t e m s , 2 0 0 2 il ： 4 6 2 - 4 6 9 1 3 a r rs ub e r t s c h s h e i m g a r t n e r , p c o u s s e a u e ta 1 s t a t i cm i c r o m i x e r sb a s e do n l a r g e s c a l ei n d u s t r i a lm i x e rg e o m e t r y l a bo nac h i p ，2 0 0 1 ，l ( 1 ) ：5 6 6 0 1 4 a b r a h a md s t r o o c k ，s t e p h a nk w d e r r i n g e r ，a r m a n da j d a r i ，e ta 1 c h a o t i c m i x e rf o rm i c r o c h a n n e l s s c i e n c e 2 0 0 2 ，2 9 5 ：6 4 7 - 6 5 i 15 e b a s s o u s ，hh t a u b ，a n dl k u h n ，, i n k j e tp r i n t i n gn o z z l ea r r a y se t c h e di n s i l i c o n , a p p l p h y s l e t t ，1 9 7 7 ，3 1 ( 2 ) ：1 3 5 - 1 3 7 1 6 吴冲若，林海安微型全化学分析系统微细加工技术，1 9 9 5 ，1 ：5 5 5 9 17 e l i s a b e t hv e r p o o r t ea n dn i c of ，d er o o i j m i c r o f l u i d i c sm e e t sm 匿m s ， p r o c e e d i n g so f t h ei e e e ，v 0 1 9 l ( 6 1 ，几肘e2 0 0 3 ：9 3 0 - 9 5 3 1 8 r e b nh l i u , j i a n i n gy a n 瓯m a c i e jz p i n d e r a m a h e s ha t i 】t a v a l ea n dp i o t r g ；r o d z i n s k i ，b u b b l e i n d u c e da c o u s t i cm i c r o m i x i n g l a bc h i p , 2 0 0 2 ，2 ：15 1 一1 5 7 中国科学技术大学博士学位论文第一章绪论 1 9 a j a ya n i ld e s h m u k h c o n t i n u o u sm i c r o f l u i d i cm i x i n gu s i n gp u l s a t i l em i c r o p u m p s c a l i f i m i a ，b e r k e l e y ，2 0 01 2 0 h e w i t tgf ，s h i r e sgl ，p o l e z h a e v ，y - ve d s i n t e m a t i o n a ie n c y c l o p e d i ao fh e a t a n dm a s st r a n s f e r c r cp r e s sl l c ：b o c ar a t o n 7 2 9 ，1 9 9 7 21 j b r a n e b j e r g bf a b i u sa n dp g r a v e s e n a p p l i c a t i o no fm i n i a t u r ea n a l y z e r s ：f r o m m i c r o f l u i d i cc o m p o n e n t st om t a s p r o c e e d i n g so fm i c r ot b t a la n a l y s i ss y s t e m s c o n f e r e n c e ，t w e n t e ，n e t h e r l