微纳流体控制技术在近几十年得到了迅猛的发展,它提供了一种集合多种功能的微纳实验室系统,在生物医学分析、药物传输、环境和食品检测等方面得到了广泛的应用,并将逐渐走进人们的生活中去。然而,随着人们对微纳流体控制的要求越来越高,流体在微纳流道中流动的理论还需要进一步完善,并且微纳流体逻辑控制系统也逐渐出现在人们的视野中。本文在前人所得成果的基础上,对流体在微流道中的释放过程进行了深入研究并对其理论做出了一定完善,并利用这些研究结果提出了一种被动微流体二极管结构。具体的研究总结如下:（1）微流控装置的加工制造。首先,对微流控芯片的各种加工制造方法进行了详细综述,并根据加工过程高效简洁、成本低廉、实验中实用性强等标准最终选用了激光烧蚀技术加工微流控芯片。确定了加工方案后,在激光刻模机加工和氧等离子表面键合原理的基础上按照相应的步骤进行芯片及夹具的设计制造并进行组装。然后,对与实验相关的芯片中微流道的尺寸、表面特性等等进行了实际测量,以尽可能缩减实验中产生的误差。（2）对微流体释放压力的实验测试、理论分析及仿真验证。利用实验和数值模拟的方法,研究了从微米级到纳米级矩形通道的流体释放过程。实验的结果显示,非浸润液的释放压力随着矩形截面通道宽度的减小而增大,并随着通道壁倾斜角的增大而增大。对此,建立了改进的杨-拉普拉斯方程,来预测矩形微纳通道的释放压力。该方程在纳米尺度的通道也可以适用。实验和理论预测的结果均得到了数值模拟结果的验证。除此之外,经过与上述相同的实验与仿真验证得知,对于润湿液,在通道壁倾斜角小于一定值时,可以自发从微流道中释放。（3）被动微流体二极管的设计与实现。基于前一章对释放压力的理解及运用,提出了一种被动微流体二极管模型。该流体二极管没有运动部件,利用了不对称的微流道结构,可以使水在很宽的压力范围内优先正向流动,而反向流动则被阻塞,呈现与电子二极管相似的效果。这种效果是其各个方向不同的激活压力导致的。此外,可以通过改变通道尺寸及壁面表面特性的方法对流体二极管的有效压力范围进行灵活调整。相应的流体二极管结构已经使用上述方法制造出来,并通过实验及COMSOL有限元模拟的方法进行了验证。这为集成的微流体和纳米流体刺痛种的流量控制或逻辑计算提供了一种新颖的策略。