随着工业化的发展与城市化的加速,大气污染日益严重,空气中夹杂的微生物越来越多,微生物的增多会导致疾病的产生与传播,对人类健康造成威胁。尤其自2019年新冠肺炎被发现以来,在全球范围内迅速传播,严重影响了人们的生产生活。空气传播是新冠病毒传播的主要途径之一,一种操作简单灵活且结果准确的空气中病毒检测装置可以帮助人们早日发现空气中包含的病毒,帮助人们提前做好应对,对于预防病毒的传播有着重要的意义。微流控技术是近年来发展迅速的在微尺度空间内操纵流体的一种技术,由于其在应用于检测方面时具有制造成本低、操作灵活、速度快的特点,受到学者们广大关注。本文基于微流控芯片技术开发了一种单相液体驱动的空气微气泡制备微流控芯片,并将其应用于空气检测。相比于传统大气监测方式,该芯片具有高通量、操作简单的特点,在对空气进行检测时可以实现实时定性定量分析。首先对微流控芯片结构进行设计,相比于传统芯片通过控制两相流体制备微气泡的方式,该芯片只需要操控一相液体即可完成微气泡的制备,而且制备出来的微气泡尺寸均匀,单分散性良好。实验结果表明,在一定范围内液相注入流量越大,产生的微气泡尺寸就会越小;当注入流量超出某一值Q时,芯片中将不再有微气泡产生。这一临界流量Q的大小与芯片参数有关,外相管长度L越长、外相管直径D越大、芯片倾斜角度θ越小,产生微气泡的临界流量就会越大。最后结合伯努利方程,对气泡产生机理进行了分析,并拟合出影响微流控芯片内气泡生成规律的经验公式;空气中荧光微粒实验表明,该芯片具有应用于空气检测的潜力。然后,为了减少芯片在使用的过程中出现的液体堵塞等问题,利用模板法制备了具有超疏水性能的PDMS表面,并用该表面作为芯片内壁来减小流体流动时的阻力。以玻璃作为模板,首先利用激光标刻机在玻璃表面加工微织构,研究了激光参数对微织构形貌的影响并优选出加工效果最好的激光加工参数;然后利用该参数作为基本参数,研究微织构深宽度对于PDMS润湿性的影响,实现了 PDMS润湿性的可调性,接触角最高可达162°,最后将PDMS表面作为内壁制备了具有不同润湿性能的微流控芯片,测试了内壁接触角对芯片临界流量的影响,接触角越大,临界流量越高。最后,利用COMSOL Mulphysics软件对微流控芯片内部流场进行仿真,对微流控通道中气泡生成过程进行分析,探究了液相流量对气泡尺寸的影响,探究了通道参数对于气泡生成情况的影响,并结合仿真结果与前期实验结果进行了对比验证,大部分实验分组的仿真结果与实验结果偏差值小于10%,表明了仿真模型可以很好的预测实验结果,也验证了实验结果的准确性。