基于硅结构的微流体控制系统

基于硅结构的微流体控制系统（μFCS）是微机电系统（MEMS）中的一个重要分支 ，可广泛用于生物、医学、化工、电子等领域。主要综述了微流体控制系统中的微流体传感器、微型泵、微型阀的工作结构原理及其国内外研究现状，同时还探讨了集成微流体控制系统的研究现状。     

MEMS和微流体分析系统的发展

微机电系统(MEMS)是在微电子及微机械等学科基础上发展起来的新兴多学科交叉研究领域，是当今科学技术最具潜力的发展方向之一，而微型流体分析系统是这一研究领域中的热点。本文综述了MEMS技术以及作为MEMS技术一个重要研究方向的微型流体分析系统的起源及其广阔的市场应用前景．并对MEMS产品的市场化存在的问题进行了讨论。MEMS技术及微型流体分析系统的诞生必将对今后的化学、医学及生物学等领域的研究工作产生重大影响。     

基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术

介绍了基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术,给出了各种微流体混合器的结构、原理和特点,同时对微管道中流体混合的仿真、实验技术以及微管道中微量流体混合程度的评价方法等作了概述。     

微流体系统驱动技术的研究进展

微流体驱动大致可以分为两类:一类是从宏观流体驱动移植过来的驱动方式;另一类是根据微尺度下流体特性设计的驱动方式。对两类不同的驱动方式进行了介绍与比较,前者原理成熟,基本都符合经典流体理论,在亚微米以上级微流体流道尺寸中的应用较广;相比之下,后者设计原理新颖,常用于微米甚至纳米级的微流体系统中,具有更好的发展前景。     

基于免疫微传感器的微流体系统

作为提高免疫微传感器一致性及稳定性方法极型免疫微传感芯片的基础上,设计和制备微反应室以及微进出样沟道,以期利用微流体系统配合完成敏感膜固定化及免疫检测过程,探索提高生物敏感膜固化的稳定性和一致性,提高免疫微传感器检测一致性的技术和方法.设计了不同结构的微流体结构,并通过软件对不同结构对免疫检测过程所带来的影响进行了分析和比较.该研究对于面向应用的微型免疫生物传感器的研制有着重要的研究意义和实用价值.     

基于免疫微传感器的微流体系统

作为提高免疫微传感器一致性及稳定性方法的关键研究内容之一，在MEMS工艺制备的电极型免疫微传感芯片的基础上，设计和制备微反应室以及微进出样沟道，以期利用微流体系统配合完成敏感膜固定化及免疫检测过程，探索提高生物敏感膜固化的稳定性和一致性，提高免疫微传感器检测一致性的技术和方法。设计了不同结构的微流体结构，并通过软件对不同结构对免疫检测过程所带来的影响进行了分析和比较。该研究对于面向应用的微型免疫生物传感器的研制有着重要的研究意义和实用价值。     

基于MEMS工艺的微型制冷器

微机电系统MEMS(micro-electro-mechanical system)是一种集合了微电子与机械工程技术的新型高科技装置,其制造工艺可以进行最小至纳米尺度的加工以及高度集成化的微型制造.其产品微小体积、高度集成化以及高性能高产热的特性也决定了其需要匹配相应的制冷解决方案,本文重点阐述了基于MEMS制造工艺并...     

基于免疫微传感器的微流体系统

作为提高免疫微传感器一致性及稳定性方法的关键研究内容之一,在MEMS工艺制备的电极型免疫微传感芯片的基础上,设计和制备微反应室以及微进出样沟道,以期利用微流体系统配合完成敏感膜固定化及免疫检测过程,探索提高生物敏感膜固化的稳定性和一致性,提高免疫微传感器检测一致性的技术和方法。设计了不同结构的微流体结构,并通过软件对不同结构对免疫检测过程所带来的影响进行了分析和比较。该研究对于面向应用的微型免疫生物传感器的研制有着重要的研究意义和实用价值。     

微流体泵制造技术及合成橡胶材料RTV615分析

介绍了通过多层软刻蚀技术来设计和制造微型液流旋转式泵,研究如何利用其实现生物科学中的高分子化合物等低层流液流的控制。介绍了泵的制造工艺以及合成橡胶材料RTV615的特点,制造过程中使用到的主要仪器和设备。指出了制造工艺方面有待解决的问题并对微流体泵的前景作了展望。     

基于磁流体的微泵的研究进展

首先介绍了基于磁流体微泵的工作原理,并且根据Navier-Stokes公式推导出了磁流体在梯度磁场中所产生的驱动力大小。然后,回顾了磁流体微泵的发展历程,对各阶段磁流体微泵的产生进行了研究,梳理出了各磁流体微泵的发展脉络,并且详细描述了各微泵的结构特点以及优缺点。最后,简单展望了磁流体微泵的发展趋势,指出磁流体微泵发展中存在的问题,例如磁流体的制备、磁流体微致动理论体系不完善和新型磁流体微泵的设计等,并针对这些问题提出了有效的解决方案。     

MEMS开关供电线及过孔对微带贴片天线性能的影响

采用数值分析研究了微电子机械系统(MEMS)开关直流供电线及接地过孔对微带贴片天线性能的影响.研究表明,当MEMS开关应用于天线辐射部分时,MEMS开关的直流供电线和接地过孔对天线的匹配频带有较大影响,而且金属过孔的影响较直流供电线的影响更大.因此若采用金属条等效MEMS开关研究可重构天线时,应适当调整微带贴片天线的电...     

微立体光刻技术研究及应用

综述了国内外最近几年微立体光刻技术的研究进展。阐述了微立体光刻技术中的线扫描技术及面投影技术的基本原理及分类,分析了它们的技术核心并对相关参数进行了比较。简要阐述了微立体光刻技术在制造原型、微系统部件及微流体装置等方面的应用,最后,对该技术的发展前景作了展望。     

微型PCR系统及其温控特性研究

介绍了一种基于芯片的微型聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)系统,利用该系统进行了温度控制和响应特性研究.系统由PCR芯片、封装PCB板及单片机控制系统组成.PCR芯片采用MEMS技术制作.用微型PCR系统对芯片上含有微加热器的反应仓进行了升温降温、循环温度和液体负载对比加热等实验.结果显示:微加热器升温速度可以达到3 ℃/s,降温速度可以达到1℃/s,稳定后温度变化小于0.1 ℃.通过实验结果与理论计算的对比,分析了微加热器的最高温度与加热功率之间的对应关系及提高温控特性的关键因素.     

微泵的结构与流体分析

利用扩散阀/喷嘴的流体特性设计了一种无活动阀压电式微泵;应用小挠度弹性弯曲理论,导出圆形压电复合层薄板的弹性曲面微分方程和复合层薄板的中性面位置方程;应用压电理论导出压电薄膜的边缘电场分布;应用微流体力学理论导出微泵单次循环的净流量。结合华盛顿大学的压电式微泵模型理论算出其最大流量为958μl/min,与其试验结果相吻合。     

基于MEMS技术的射频移相器

微波与毫米波移相器是通讯和雷达应用上相控阵天线的基本单元，MEMS技术的引入提供了一个在移相器设计中用最小损耗的开关来大量减少移相器插入损耗的方法，该方法可以降低器件的功耗，改善插入损耗、隔离度、频带宽度等性能。相比于GaAs移相器，基于MEMS开关的射频移相器，无论是开关线型、分布式或是反射型，都有很好的RF性能。     

MEMS微电磁驱动器磨损对光开关性能的影响分析

光开关中运动元件的磨损对光学元件的位置精度有重要影响。介绍了MEMS微电磁驱动器磨损对光开关光学性能影响的理论分析,采用光纤光学理论计算了磨损所引起的光开关的附加插入损耗,结果表明,所采用的微电磁驱动器磨损引起的附加插入损耗小于0.02 dB,其磨损特性可以满足光通信开关的要求,实验结果证明了理论分析的正确性。此方法对光开关和MEMS微驱动器的研究具有指导意义。     

微流控通道加工技术的研究进展

在微流控芯片中,微通道是进行微分析的重要保证,其成型质量直接影响芯片的分析性能.从加工机理、技术特点以及适用范围等方面对激光直写加工、光刻加工、热压印技术、微细铣削加工和3D打印等微流控通道主要加工方法进行了阐述,并总结了这几种加工技术的优缺点,这为实际生产提供了一定参考.最后,对微流控通道加工技术的发展进行了展望,未...     

A PDMS-based thermo-pneumatic micropump with Parylene inner walls

This study demonstrated a new thermo-pneumatic micropump implemented by stacking three layers of PDMS on a glass slide. The pumping with valve-less diffuser/nozzle channel is driven due to the flow rectification effect. The large actuation stroke of the deforming diaphragm appears as the phase change from the working liquid into vapor inside the evaporation chamber by the Joule heating of the embedded heaters. With the wall temperature of PDMS below 50 °C verified by an infrared imager, the pumping flow rates are 3.5-12.5 nL/min subject to a square wave of 4 V peak-to-peak heating voltage with frequency varied from 0.3 to 3.0 Hz. After coating the micropump inner wall with a 3 μm Parylene against the gas leakage through PDMS, the micropump paid the price of decreasing the flow rate down to 2.5-6.5 nL/min.     

高灵敏度扇面纤毛式MEMS矢量水听器

目前微机电系统（MEMS）矢量水听器的研究出现瓶颈。大量实验表明,水听器的灵敏度与探测带宽存在着相互制约关系。为保证水听器具有20~500 Hz的针对远距离船舶辐射噪声的可探测带宽,急需提高MEMS矢量水听器在低频探测的灵敏度。该文在普通纤毛式MEMS矢量水听器的基础上,提出在柱形纤毛上集成十字扇面,通过增大声压接收面积,来提高低频探测的灵敏度。通过ANSYS Workbanch多参优化确定十字扇面的尺寸,通过ANSYS15.0对优化后的尺寸进行验证。利用微机械加工法集成扇面与柱形纤毛,利用水听器校准系统来测试扇面纤毛式矢量水听器的灵敏度,结果表明,灵敏度满足每频程6 dB的增长趋势,在500 Hz时灵敏度达到-183.6 dB（0 dB=1 V/μPa）,比普通结构提高了近5 dB。     

基于压电驱动的多指微操作工具及实验研究

针对目前微纳操作对微纳操作工具的需求,设计并制造了一种结构简单、柔性模块化、高精度的压电驱动的多指微操作工具。通过实验验证了该多指微操作工具在单指、双指及三指工作模式下均能良好地完成相应的微纳操作,操作成功率在85%以上,夹持范围为10~800μm。通过改变执行末端,调整操作策略,可完成对不同尺寸、材质、结构的微球的拾取与释放。同时,使用多指微操作工具完成微球组装与超显微成像微球操作实验,证明了该操作工具具有重要的实际应用意义。