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微流控芯片（Microfluidic Chip）是一种结合了生物分析和化学分析的微型实验仪器,它是当今社会热门的研究方向之一。而微混合器作为微流控芯片中的基础部分,也在生物化学工程中提供了重要的应用价值。目前微混合器可以划分为两类:被动式微混合器和主动式微混合器。被动式微混合器依靠的是内部微通道的复杂的结构设计来提高混合效率的。被动式微混合器和主动式微混合器的主要区别在于是否需要借助外部能量促进流体的混合。本文结合大量研究人员的理论和研究,将数学中的Cantor分形结构与微混合器的设计相结合,设计了多种带有Cantor分形结构的被动式微混合器和电渗微混合器,并进行了数值仿真模拟,最后对微混合器的制作也进行了实验探究,本文主要内容如下:（1）基于Cantor分形原理设计出分形几何结构,将分形结构与微通道设计相结合,构造带有分形结构的微通道。通过仿真对比,优化参数,得出分形结构能够有效的打破层流,增加混合路径并促使流体混合时产生旋涡,从而促进了混沌对流,最后优化设计出一种高效率的仿Cantor分形微混合器。（2）将基于Cantor分形原理设计的分形结构运用到微通道壁面设计中,形成分形凹槽或分形档板,通过多种微通道的仿真对比,得出SFO结构优于PFO和TFO结构,能够明显的产生混沌对流,设计出了高效的Cantor分形档板凹槽式SFO微混合器。（3）基于Cantor分形设计出电渗微混合器。通过前期探究,主要比较的参数有电极的长度、分形电极间距、电极上施加电压的大小,频率的大小等因素,最终得出在同电压频率下,间距200μm的Cantor分形电极产生的电场能促进流体产生较强的混沌旋涡,最后设计出的Cantor分形结构的电渗混合器较无电极时混合效率提高50%。（4）本文在实验室现有的基础上对PMMA、PET、PS等材质芯片进行微通道加工,通过改变激光切割的功率、激光半径等均可以对微通道产生不同的影响。探究热压芯片键合机对不同材质芯片的热键合参数。最终采用CO2激光加工和热压键合联合的方法成功制作了双层PS材质的Cantor分形微混合器芯片和四层PMMA材质的Cantor分形微混合器芯片,并进行了样品混合实验的验证。总的来说,本文通过将Cantor分形引入到微通道的设计中,研究得出Cantor分形结构能够有效的促进混沌对流的产生,利用数值模拟仿真研究设计了几种混合效果较好的主动式和被动式微混合器,对微混合器的设计和开发有一定的指导价值。