聚二甲基硅氧烷微流体芯片的制作技术

基于MEMS技术的微流体芯片在分析化学和生物医学领域显示了巨大的应用潜力。作为构建微流体芯片的基底材料———聚二甲基硅氧烷(PDMS)已经表现出了许多的优点:良好的电绝缘性、较高的热稳定性、优良的光学特性以及简单的加工工艺等。采用浇注法制作了PDMS电泳微芯片,对PDMS微流体芯片的加工工艺、封装方法和结构特征进行了探讨,并提出了相应的解决方案。     

一种用于可调谐频率选择面的液态金属可重构电容器

提出了一种新颖的基于液态金属的可重构电容器,该器件可应用于可调谐频率选择面。这种可重构电容器由一对金属贴片和微流体管道组成。微流体管道包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制成的主管道(用于控制液态金属)和与其共面的子管道(用于储存盐酸溶液)。由于PDMS具有良好的渗透性,在子管道中的盐酸蒸汽可以通过管道壁渗透进入主管道,并和液态金属上的表面氧化层反应,使之呈现真正的流体特性。液态金属液滴可以在管道道中自由的移动。最后,基于这种液态金属的微流体平台,开发了一种可应用于可调谐频率选择面的可重构电容器件。其调谐性主要取决于主管道中液态金属液滴的位置和形状。实验结果表明,这种基于液态金属的可重构电容器可以广泛的应用于可调谐电子器件之中。     

基于声表面波实现数字微流体的产生

数字微流体的产生是压电材料为基片的微流控芯片进行微流分析的前提,报道了在压电基片上应用声表面波技术产生数字微流体的方法.在128°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上集成PDMS微通道,在微通道出口一侧为经疏水处理的铝薄片,注射泵产生恒定流量的微流体经PDMS微通道到达铝薄片并聚集,当聚集的微流体体积足够大时,微流体克服表面张力作用下滑到达压电基片,并在中心频率为27.7 MHz叉指换能器激发的声表面波作用下输运,实现微流体的数字化.同时,理论分析了微流体在铝薄片表面上受力状况,并以水为实验对象,进行微流体数字化实验.结果表明,声表面波作用下能精确产生微升量级数字微流体,为压电微流控芯片提供了一种新的微流体引入方法.     

具有3D微纳结构PDMS阵列免疫传感芯片研制

介绍了一种简便快速加工微阵列免疫传感芯片的新方法。采用化学刻蚀技术加工具有μm级山脉状起伏和nm级表面粗糙度结构(简称为3D微纳表面)的玻璃阳模,以该阳模为模板浇注法制得表面具有3D微纳表面结构的PDMS基片,再借助于物理吸附,将抗体直接固定于该PDMS表面,形成具有3D微纳结构的PDMS微阵列免疫传感器。利用光学显微镜和原子力显微镜对玻璃阳模和PDMS基片表面形貌进行表征,研究了PDMS表面微纳结构化处理对抗体吸附能力的影响。结果表明:3D微纳结构的PDMS由于具有大的比表面积,能显著增强抗体的吸附能力。将研制所得的3D微纳表面结构的PDMS芯片用于微阵列荧光免疫分析,其灵敏度是平板PDMS的5倍。     

基于纳米磁珠技术的新型微全分析DNA芯片的研究

在微全分析系统的研究中,样品提取及DNA分析技术是非常重要的一个环节.也是目前国内外研究的热点之一.文中介绍了一种新型的基于单芯片的样品制备和扩增方法.采用多层微加工技术制作SU-8模具,通过注模成型,制作出有立体微柱结构的PDMS(聚二甲基硅氧烷)芯片,在芯片微池内填充超顺磁性磁珠,利用固相提取(solid phase extraction,SPE)法,将细胞裂解、DNA提取、PCR反应等功能集成在一个PDMS芯片上.整个流程快速有效,操作简便且易于芯片系统集成,提取产物可以不必洗脱,直接作为下一步PCR反应的模板,在同一芯片上进行扩增反应,实现了样品预处理、DNA提取和PCR扩增的集成.     

复合式微流控脱水芯片的研制

报道了一种复合式微流控脱水芯片。采用玻璃、聚二甲氧基硅氧烷(PDMS)和聚碳酸酯(PC)三种材质,采用不可逆封接方法分别制得玻璃—PDMS液路半芯片、PC—PDMS气路半芯片,中间夹一层聚四氟乙烯(PTFE)多孔滤膜,将两个半芯片可逆封接形成玻璃—PDMS…PDMS—PC结构的全芯片。该制备方法简单可靠,其液路半芯片和气路半芯片可以单独更换,使得使用成本降低。实验表明:该芯片脱水性能良好,可用于有机合成步骤中含水试剂的高效除水。     

新型压电微泵的结构设计与理论分析

微泵在微流控化学分析芯片中有很大的应用前景,日益成为人们研究的热点。从结构设计、理论分析和工艺加工3个方面研究了微阀与微泵,设计出用压电驱动和聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜的集成微阀与微泵,其特点是原理新颖、结构简单、易于加工、操作方便。结构主要是由PDMS泵膜、硅片和压电驱动器组成,其中,PDMS既是泵膜和缓冲单元,也是主动阀片。在直流电压的驱动下,其工作状态是微阀,阻止流体的单向流通,在方波信号的驱动下,其工作状态是微泵,实现流体的吸入与泵出。给出各种几何参数、工作原理和工艺流程。     

PDMS用加窗方式快速复制微结构

提出了一种微流控芯片中的制作方法,此方法可以复制现有芯片的任意结构,可用于实验室原有芯片的修复和整合.用窗口的方法提取结构,可排除芯片上相邻结构的干扰,得到表面光滑整齐的新芯片.特别适用于复制目前软光刻工艺尚未达到的特微结构和三维结构芯片.实验制作出的聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片沟道长30μm,宽5μm,深5μm,显微镜下观察芯片表面光滑,窗口内沟道性质复制良好,窗口边缘与表面之间具有明显的陡变.     

集成微流体测控芯片的研制

设计、研制了集成有微泵、微沟道、微流量传感器、温度传感器的微流体测控芯片.采用有限元软件ANSYS模拟分析了将其作为冷却芯片时微沟道的散热作用,分析确定了芯片上各元件的结构.该集成芯片为硅-玻璃结构,在硅片上,利用ICP法刻蚀无阀微泵泵体和微沟道;在7740玻璃片上,以溅射、剥离法制作微流量和温度传感器;图形精确对准后硅/玻璃以静电键合方法封接.无阀微泵采用压电元件驱动.测试结果表明:集成芯片具有冷却功能,循环水的流速最大可达25.4mm/s.     

仿生复眼结构的制作与测试研究

为了更好地利用生物复眼的光学性能,介绍了一种新型仿生复眼结构。通过使用传统光刻胶热熔法和NOA73紫外曝光固化技术,得到了NOA73和PDMS材料的微透镜阵列,比较了它们的聚焦效果和光强分布,得到NOA73材料具有更好的光学性能;然后利用PDMS的柔韧性进行了两次倒模,再通过紫外曝光把NOA73固化,得到了背靠背形式的仿生复眼结构;最后对结构进行了成像测试、光强分布测试,并对结果进行了仿真和理论分析,可知该结构具有良好的形貌,光损耗小,光学性能优异并且具有很好的重复性,制作简单,成本低,能够模仿生物复眼的部分光学特性。     

基于JSP分页技术的研究

电子商务应用中的数据量往往非常大,甚至会达到几十万到几千万条记录的规模,将如此大量的数据显示在一个页面里困难大、效率低。在这种情况下就需要采用分页显示技术将数据库中符合条件的数据逐页显示给用户。对JSP分页技术进行比较,在分析JSP分页技术特点的基础上,提出一种有效的分页解决方案,同时对分页技术的优化进行阐述。     

系统集成芯片综述

集成电路芯片工艺的发展已可使一个系统或一个子系统集成在一个芯片上 ,称为系统集成芯片。本文综述了系统集成芯片的硬件构造、超长指令 (VLIW )结构、芯片嵌入软件及软硬件协同设计方法。     

基于VRML的网上虚拟教室漫游研究

以一个虚拟教室为例进行3D虚拟漫游的初步设计．这种方式不同于目前网上的虚拟教室。介绍在WWW上采用VKML实现虚拟教室漫游系统的特点、VRML的工作模式和造型机制,采用了基于几何图形的建模方法,探讨场景中交互设计实现的方法,提出碰撞检测技术的应用．实现网上发布和优化。     

Hibernate技术在基于GIS数据库中的应用研究

空间信息的存储和处理问题是地理信息系统(GIS)的核心问题.对空间数据和属性数据的统一存储管理已成为必然趋势.本文通过对GIS中海量数据的存储方式进行研究,指出对象-关系型的数据库存储方式是空间数据库的发展方向.在此基础上讨论了Hibernate技术与GIS数据库的结合,使用Hibernate技术将关系数据库中空间数据和属性数据进行封装,屏蔽了数据库底层操作,使得程序员可以用面向对象的思想随意操纵数据库,在利用了关系数据库的快速检索、查询能力的同时也增强了数据的一致性和可移植性.     

基于移动agent的分布式视频点播系统的研究

该文通过对移动agent技术和传统的视频点播系统的研究,提出了一种基于移动agent的分布式视频点播系统的设计和构造,具体地阐述了系统的工作流程,并着重讨论了实现该系统所要考虑的关键问题。移动agent的引入有效地减少了网络传输负载,实现了高速响应点播请求、高质量的影音效果,从而更好地满足更多用户的需求。     

基于FPGA的立方星可重构星载处理系统研究

为了以最小代价提高立方星可重构星载计算机的可靠性,提出了一种基于FPGA的立方星可重构星载处理系统架构。首先,在对国内外微纳卫星星载计算机设计特点进行分析的基础上,分别采用基于SRAM架构和基于Flash架构的FPGA作为核心处理模块与外部表决接口模块,兼顾了系统的运算速度与可靠性。其次,针对可重构星载处理系统中所涉及的可重构策略、在线重构技术以及系统同步技术进行了详细设计。最终,基于所设计硬件系统上进行的测试以及在轨的实测数据验证了该架构的可靠性和有效性。     

基于服务总线（ESB）的应用集成（EAI）探索和研究

科研院所设计研究中各类异构软件应用系统并存,数据和信息在各个应用系统中同步和共享成为现代企业信息化的瓶颈。针对这种现状,文中采用Java技术,通过建立异构系统底层的消息通讯机制,构建连接异构系统的ESB,实现各个异构系统通过ESB进行通讯,最终达到EAI的目的。实际中,基于该ESB构建了船舶设计行业应用软件系统集成平台,在数据集成、应用集成和业务流程集成中取得了较好的效果,肯定了文中成果的可行性。文中重点叙述了所构建的ESB结构图、ESB内部通讯原理及实现中所使用的数据结构,并给出了以该ESB为核心纽带设计的相关EAI平台架构。     

基于链上数据的区块链欺诈账户检测研究

针对区块链上存在的欺诈账户给交易带来的安全问题,提出了基于机器学习的欺诈账户的检测及特征分析模型,将以太坊上真实的链上数据进行特征提取后作为模型的数据来源,通过对不同的机器学习方法进行比较得到最优模型并进行迭代训练以获得最佳的预测模型,同时引入 SHAP值对数据特征进行分析。实验结果表明,基于XGBoost的欺诈账户检测模型在RMSE、MAE和R2三组指标上达到了0.205、0.084和0.833,优于其余的对比模型,并结合SHAP值识别出预测欺诈账户的关键因素,为区块链的交易安全提供决策参考。     

基于LabVIEW的钢杆裂纹定量检测的研究

介绍基于LabVIEW的钢材表面裂纹定量检测原理，设计了基于LabVIEW的钢杆裂纹定量检测系统，并对钢杆表面横向裂纹缺陷进行模拟实验，初步建立数学模型，通过评判Vpp得到反映裂纹状况的定量检测结果，从而验证了该方法的可行性和有效性，并得出相关的结论。     

面向Web的文本挖掘技术研究

简要介绍了文本挖掘技术,并描绘了该技术在Web应用特别是信息检索技术中的重要性.再对整个文本知识挖掘过程所涉及的各个方面进行了进一步地研究探讨,包括了文本特征的建立、特征提取、特征匹配、特征集缩减和模型评价等几个方面.其间运用数据挖掘技术对各个过程进行处理,并引进基于评估函数的特征筛选算法、词频矩阵、余弦计算法和潜在语义标引等方法来处理文本挖掘过程所产生的问题.在此基础上得出了一个完整的Web文本挖掘过程.最后展望了文本挖掘技术在Web应用中的前景.