聚合物微流控芯片激光加工及建模研究

在CO2激光直写聚合物PMMA微流控芯片加工原理基础上，对建立激光直写PMMA微流道的数学模型进行了研究。采用能量守恒原理对激光直写PMMA微流道成形进行分析，结果表明其微流道的形状呈高斯函数型分布，并获得了微流道深度与激光功率、加工速度及加工次数的函数关系模型。实验数据较好地验证了所建模型的正确性，该模型对CO2激光直写聚合物微流控芯片的加工参数选择具有较好的指导作用。     

非对称截面螺旋流道中微粒的惯性聚焦效应

为实现生物微粒/细胞的精确操控,提出了一种非对称截面螺旋流道结构的惯性微流控芯片.基于仿真和实验的方法,对不同尺寸微粒在微流道中的惯性聚焦行为进行了研究.设计了一种"L"形截面的螺旋流道,采用仿真软件COMSOL研究微流道中的二次流场及微粒的运动轨迹.使用UV激光切割与等离子清洗键合的工艺制作芯片样件,采用高速摄像机和...     

模塑技术在微流控芯片加工中的应用

模塑工艺可以实现复杂的微结构和微通道的制作,具有较高的精度和重复性,因此将其应用于微流控芯片加工中。Hagen-Poiseuille定律计算矩形微通道的流体速度,同时,通过斯托克斯定律计算圆柱微通道的流体速度;然后,从温度、压力、时间和预热与冷却角度出发,展开模塑工艺与参数调控;最后,在参数结果与参数调控的基础上,给出微流控芯片模塑加工步骤。测试结果表明,实验组的流道底部宽度均在300mm以上,为4个小组中的最大宽度,说明文中研究能够实现模塑技术在微流控芯片加工中的良好应用。     

三角形截面微流道中粒子惯性聚焦分离特性

为实现不同尺寸微粒的高效分离,提出一种三角形截面微流道的惯性微流控芯片,研究了微粒在流道中的聚焦与分离特性。首先,设计一种直角三角形截面结构的螺旋流道,采用精密微铣削工艺加工了流道的铝材模具,利用倒模与等离子清洗键合工艺制备微流控芯片。接着,配制三种尺寸（6μm,10μm和15μm）的荧光微粒悬浮液,利用高速摄像机和荧光显微镜拍摄粒子在流道中的运动轨迹,观测不同悬浮液流量时微粒的聚焦效果。最后,对微粒聚焦轨迹图像进行堆叠分析,研究微粒的惯性聚焦与分离行为。结果表明：随着悬浮液流量的增大,6μm粒子逐渐聚焦并向流道外壁面迁移,而10μm和15μm聚焦粒子束则向流道中心迁移。当悬浮液流量为1.5 mL/min时,6μm和15μm混合粒子实现了100%精确分离。研究结果表明,三角形截面螺旋流道可产生强偏置二次流,使不同尺寸微粒实现高效、精确分离,为细胞精准操控提供了一种新的技术手段。     

PC微流控芯片黏接筋与溶剂的协同辅助键合

为了在微流控芯片上形成封闭的微通道等功能单元,克服热压键合中微流控结构的塌陷和热压所致芯片微翘曲对后续键合的影响,提出了一种适用于硬质聚合物微流控芯片的黏接筋与溶剂协同辅助的键合方法。以聚碳酸酯(PC)微流控芯片为研究对象,通过热压法在PC微流控芯片上的微通道两侧制作凸起的黏接筋,通过化学溶剂丙酮微溶PC圆片的表面,然后将PC圆片与带有黏接筋的PC微流控芯片贴合、加压、加热,从而实现微流控芯片的键合。分析了键合机理,并对键合工艺参数进行了优化。实验结果表明:键合质量受丙酮溶剂溶解PC圆片的时间和键合温度的影响,能够保证键合质量的最佳键合温度为80~90°,溶解时间为35~45s,芯片的键合总耗时为3min。与已有键合工艺相比,所提出的黏接筋与溶剂辅助键合工艺有效提高了键合效率。该键合方法不仅适用于具有不同宽度尺寸微通道的微流控芯片,还可扩展用于不同材料的硬质聚合物微流控芯片。     

微流道精密磨削技术及自驱动检测芯片实验研究

针对病原体检测用芯片需要蠕动泵和离心机外加驱动的问题,设计微V槽流道的自驱动芯片,研究微液体流动的微流道拓扑结构及其精密磨削技术。因为激光等物理加工难以保证微拓扑结构精度,所以采用金刚石磨削技术实现石英玻璃表面的微V槽流道精密加工。基于多轴联动技术和机械物理去除原理开发了砂轮微尖端的高效精密在位修整工艺,可将磨粒精密修尖至同一角度,进行机械精密复制的塑性域微磨削。然后,实验分析微V槽流道的尖角、表面粗糙度、梯度等对微液体流速的影响。最后,制造出病原体检测的微流控芯片。研究结果显示,更大梯度、更小尖角和更小粗糙度以及尖角端分布的纳米流道可以大幅提高微液体流速。而且,微流道的V槽尖端半径为15μm,表面粗糙度为30 nm,可诱导微液体运动。在此基础上,研发的自驱动微流控芯片不需离心机就能够检测出布鲁氏菌的病原体核酸,检测灵敏度可以小于100 ag/μL。     

微流控芯片模芯的精密铣磨加工及其微注塑成形技术

为降低微流控芯片的大批量生产制造成本,保证微尺度流道结构的表面质量和形状精度,提出采用超硬立方氮化硼(CBN)磨棒在模具钢模芯表面精密铣磨加工制造出形状精度可控的微凸起阵列结构,然后利用微注塑成形技术高效成形制造出具有微凹槽阵列结构的聚合物微流控芯片.分析了铣磨加工工艺参数对微结构模芯表面质量的影响,通过试验和数学统计...     

微流控芯片模具化学蚀刻制造工艺研究

为制造微流控芯片模具实现微流控芯片的大批量生产,采用三酸型蚀刻液对图案掩膜的P20模具钢进行蚀刻加工。观测蚀刻的微流道形状和尺寸,分析蚀刻深度、流道宽度、蚀刻因子和面粗糙度等随加工时间的变化规律。结果表明加工时间越长,微流道侧壁垂直性越好,蚀刻因子越大,但面粗糙度越差。因为反应产物附着于工件表面,特别是侧壁上,使侧向蚀刻速度低于深度方向蚀刻速度,而蚀刻反应产生热量,使工件反应表面温度升高,蚀刻速度加快,影响表面质量。蚀刻反应中,合理控制掩膜尺寸、加工时间、搅拌速度和反应温度等,才能得到满足要求的微流控芯片模具。     

具有三维聚焦功能的微流控芯片

为了使用微流体细胞仪对细胞精确计数,采用紫外光刻工艺制作了能够真正实现三维聚焦功能的微流体检测芯片(微流控芯片).使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行二次倒模复制其结构以缩短微流控芯片制作周期、降低制作成本,并进行了芯片的封装与测试.首先,利用沉浸式光刻技术和斜曝光工艺制作了具有三维聚焦功能的SU-8微流沟道;然后,利用PDMS对所制作的SU-8微流沟道进行一次倒模,得到其负模结构;对负模结构进行表面处理后,再进行二次倒模,得到PDMS微流沟道;最后,封装PDMS微流沟道与盖片,制得微流控芯片,并对微流控芯片的沟道聚焦效果进行了测试.实验测试发现随着鞘流与样本流流速比不同,得到样本流的聚焦宽度也不同.当鞘流与样本流流速比为20∶1时,可以得到约10.4 μm的聚焦宽度.结果表明,该芯片结构可靠,可以满足进一步的流体聚焦检测要求.采用该方法制作的微流控芯片具有生产周期短、成本低、效率高和结构可靠的特点.     

PMMA微流控芯片微通道热压成形与键合工艺研究

微流控芯片在化学分析、临床诊断等领域的应用前景广阔.聚合物材料具有低成本、良好的加工性能、可用热压等快速成形方法加工微通道、易于实现批量生产等优点,适于作为制作微流控芯片的基材.本文研究了微通道热压成形及其芯片制作工艺.以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基材制作了微流控芯片.在加热软化的PMMA上,用带有凸起微结构的镍模具在基片上压制出开放微通道,讨论了热压过程中温度、压力对芯片微通道成形质量的影响,确立了优化的热压成形工艺.在PMMA玻璃转化点(Tg)附近,通过施加一定的压力,实现基片与盖片的直接键合,获得了密闭分离微通道,并在PMMA微流控芯片上实现了安非他明的分离检测.     

出口加强杆结构与布置方式对风机性能影响的试验研究

为保证风机出口蜗板面的平整,往往在风机出口采用加强杆进行固定。改变出口加强杆的高度与位置对风机性能会产生一定的影响。本文通过试验的方法对加强杆的高度与风机实际出口高度之间的最佳比值范围区间展开分析,给出了改善性能的合理匹配区间。     

试论作为“超级市场”的大学管理

隐喻是对现实的观念表达，在大学成为“超级市场”后，大学管理面临着一些新挑战。随着大学管理观念的转变，政府要加强对大学的管理权力，大学管理要民主化和科学化，建立咨询和协调机构，服务教育顾客。     

Research on the Distance of the Active Sonar under the Effects of the Thermocline

The existence of thermocline changes the acoustic structure and effects the direction of the sound rays.This paper analyzes the working process of the active sonar,and the mathematical models.The detection probability of the active sonar under thermocline is studied.First,the detection distance without thermocline is estimat-ed,then the effect of thermocline's depth and sound velocity changes on detecting submarine probability are discussed,and based an this,the effects of the sea condition on searching submarine probability is discussed,lastly the distance of active sonar is calculated under ther-mocline. The results indicate that under thermocline,the distance of the active sonar becomes obvious short,and with the sea condition becoming rough,the effect is more clear.     

柴油机中曲轴的振动对简易打麻机的影响分析

滚筒式打麻辊是简易苎麻剥麻机的核心部件,由柴油机驱动,主要作用是将喂入的苎麻条麻骨打碎。柴油机工作时产生的机械振动造成打麻辊的疲劳寿命和工作性能大幅降低。在这个过程中,打麻辊中紧固L型刀片的螺栓受影响最大。螺栓松动会造成L型刀片松动甚至脱落导致机器严重受损。为解决上述问题,本文研究柴油发动机的振动机理,建立合适的振动模型,运用MATLAB分析振型提出改进方案,最后通过样机试验来验证方案的可行性。     

模拟电子技术网上教学中的动画制作

Macromedia Flash MX是一款多媒体动画制作软件.目前,Flash已成为一种网上二维动画事实标准.在教学领域中,多媒体教学的介入,更是以其丰富的内容、生动的画面、巧妙的链接组合、多采的演示效果,激发了学生的求知热情.如果与Internet相连,则可以轻易将Flash MX教学课件上传,不但便于网上的教学,还便于学术的交流.在模拟电子教学中,应用Flash MX制作的多媒体教学课件,不仅可以激发学生的求知热情,而且还可以使在传统教学中学生不易理解的内容,通过Flash MX教学课件对其有一个感性认识.文中介绍了Flash MX教学课件的制作方法.     

对JT-6-19推焦车推焦杆震动的探讨

JT-6-19推焦车在推焦杆推焦进退过程中,出现不同程度的震动.分析推焦杆推焦中的各种因素及受力情况,找出主要因素,减小水平度公差,减小震动.     

改进燃烧系统提高车用柴油机的性能

阐述了燃烧系统对发动机性能的影响；介绍了双ω型燃烧室；设计了与车用柴油机相匹配的双ω燃烧室；优化了喷油系统参数，列出了相应的试验研究成果。     

花键轴齿形成形中齿根开裂的研究

应用有限元分析软件,对花键轴的齿形成形过程进行模拟.通过研究应力分布,证实齿根开裂现象的发生,找到齿根开裂的原因.通过分析断裂因子的分布和变化,预测可能发生开裂的位置.结合六齿矩形花键轴实际成形情况进行模拟计算,获得了入模半锥角的较佳取值范围.     

三大偶件磨损对供油量和供油压力的影响

柴油机三大偶件是整个系统的关键部件，磨损之后严重影响柴油机的工作性能。通过实验，分别测量三大偶件磨损后柴油机的供油量和供油压力波形，并对三大偶件对柴油机的供油量和供油压力的影响作了定性分析，为柴油机燃油系统的故障诊断提供了一个可靠的方法和依据。