声学微流控器件中的物理场及表征方法的研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ruanmm2588
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着微纳加工技术的成熟和芯片实验室(Lab on Chip,LOC)概念的提出,微流控作为一门操控微观区域流体行为的学科在近二十年得到了快速的发展。微流控芯片作为微型实验平台,正在革新多个学科的研究手段。以声学方式驱动的微流控芯片作为声-流体学的一个分支,具有非侵入性、高强度、易制造、低成本以及良好的生物相容性等优势,是目前的研究热点,吸引着众多中外学者的关注。显微粒子图像测速法(Particle Image Velocimetry,PIV)是一种聚焦于微观测速领域的测量手段,它利用高速摄影所得到的多帧粒子位置图,通过特定的算法计算出粒子运动场的特性,从而对微观流体领域物理场进行表征。本课题把显微粒子图像测速法与声学微流控相结合,将声体波与声表面波驱动下的微流控器件进行了探索,并研究了其中的物理规律,同时提出了一种表征流场与声场的方法。在对声学微流控领域的理论进行推演之后,具体进行了如下几大部分的实验研究:首先制备了声学体波器件,并对该器件在一维、二维声驻波场驱动下的粒子运动状况进行了记录。研究了多种粒径粒子在不同维度声波驱动下的运动特点,结合有限元模拟对粒子运动特性进行了定性研究和比较,确保了结论的可信度。然后加工了声学表面波器件,并对表面波器件中的能量演化过程,粒子排布状态进行了定量分析。同时对显微拍摄的图像进行了深层探索,最终得到了声表面波器件中粒子的运动特性、排布规律与电声转换系数。在实验设计上,将显微粒子图像测速法与声学微流控器件相结合,提出了多粒径PIV微流控流场与声场表征方法。此种表征方法无需机械扫描装置便可即时呈现二维声场与流场形态,对研究声学驱动下的微流控器件乃至其他物理场下的微流控器件均有促进作用。在对声学微流控器件中的理论与表征方法进行详细探究之后,本文又对声学微流控的一些应用进行了展望,指出了声学微流控器件在应用层面上的优势。本工作通过对声学微流控器件的研究,掌握了其中的物理场特点及粒子运动规律,并提出一种优良的表征方法,旨在解决声学微流控中理论与测量领域的一些实际问题,促进微流控器件的规范化与一致化,并为微流控的应用提供更多的思路和手段。
其他文献
在约10年前,以太网是第一次出现在工厂车间,那时它主要被用于收集生产数据,譬如每小时生产的产品数量或是每天停产时间。而如今,以太网已经成为现代工业控制系统不可或缺的一份子
自从人类产生以来,人们即基于自身生存与发展的需要,力求借助多种方式与途径掌握一定的职业技能、习得相关的社会规范。在此过程中,一些有识之士立足社会需求与自身的实践对
近年来,在政府政策红利的指导下,文化产业快速发展,对经济发展的贡献不断提升,对于我国经济的产业结构调整有着重大意义。政府政策的引导和市场需求的刺激,使得文化企业并购
4.5滚揉$$ 按产品出品率要求,将注射留下的残料、非溶性腌料液及半成品装入滚揉机中,加入滚揉机的原料重量以滚揉机最大生产量70%—80%为宜,应采用真空滚揉,真空度控制在0.08M
报纸
证券投资者保护机构支持诉讼诞生于国家建立证券纠纷多元化解决机制的背景下,经过近四年的发展,在保护广大中小证券投资者合法权益方面取得了显著成就。本文以完善证券投资者保护机构支持诉讼为核心,主要分为以下几个部分:第一部分是证券投资者保护机构支持诉讼的基本理论。证券投资者保护机构支持诉讼是指证券投资者保护机构选择典型的证券侵权纠纷案件,接受中小投资者的委托,由证券投资者保护机构作为支持主体,在法律、经济
学位
禁忌文化是各民族文化中十分重要的部分,也是跨文化交际中特别需要引起注意的一部分。由于忽视民族文化禁忌而导致的跨文化交际矛盾与冲突比比皆是。所以对禁忌文化的研究是
“一带一路”倡议的提出为中国及沿线国家的贸易合作带来了新的发展机遇。农产品贸易作为“丝绸之路”经济带的传统合作领域,是“一带一路”沿线国家贸易合作的重要组成部分
<正>北京奥运会已经成功闭幕,然而这届奥运会所展示的壮丽画卷将长久地萦绕在中国13亿人民和五大洲朋友的脑际、深深地镌刻在人们的记忆中。这届奥运会给中国留下的丰厚精神
2014年修订的《环境保护法》为解决环境保护跨行政区域管辖的难题提供了有效的途径。文章在把脉"专门管辖型"、"集中管辖型"、"巡回法庭型"和"指定管辖型"司法实践后,对跨行
随着我国社会经济不断发展和进步,监狱体制不断改革完善,从2003年拉开监狱体制改革帷幕到2012年基本完成监狱体制改革。各省监狱都成立了各自的监狱企业,且作为独立法人存在