【摘 要】 论文描述了一个新的微流控装置，它是利用重力驱动的芯片多相层流测定装置，它使两种液体间产生无膜扩散。利用无膜扩散和显色反应成功地测得阴离子的扩散系数。
　　【关键词】 扩散 扩散系数 无膜扩散 微通道
　　液相扩散系数的测定方法较多，其中，光干涉法精度最高，但对设备及操作要求较严格。Taylor分散法的优点是操作简单，在普通实验室即可实现。有较高精度，而且测定周期短，适于大批量数据的测定。但综合比较，全息干涉法操作简便，可实现实时测量，是最有发展前途的一种方法。这些扩散系数测定方法都无法对离子的扩散系数进行测定。本实验利用层流效应而产生的无膜扩散测定溶液的阴离子扩散系数。
　　1 实验部分
　　1.1试剂及仪器
　　数码相机，显微镜，电子天平，玻璃芯片，电子温度调节仪，铂电阻。
　　1.2实验步骤
　　（1）在玻璃芯片上端的两个小孔上粘两个细玻璃管，把输液器与玻璃芯片连接。
　　（2）打开输液器开关，进行通道清洗。
　　（3）通过显微观察流速及颜色变化，当溶液流动稳定后，用滤纸收集从芯片内流出的溶液，并在开始收集时用秒表计时到收集结束。在分析天平上称重，记录重量。
　　（4）用与显微镜相连的数码相机在超微距状态连续拍摄两种溶液在管道内同时流动并扩散的照片。
　　1.3数据处理方法
　　本实验为在无膜状态下测定扩散系数提供一种方法，并为今后分析，分离试样提供基础数据。扩散系数的计算运用公式（1-1）
　　[t=L2D] （1）
　　L：扩散层的宽度或宽度差，m；
　　t：分子扩散通过L距离所需的扩散时间，s；
　　D：溶液扩散系数，m2/s。
　　2 结果与讨论
　　（1）在实际测定中微通道中溶液的流速在（1～10）cm/s，雷诺数小于10，溶液在微通道中是稳定的层流。
　　（2）酚酞试液与氢氧化钠会发生化学显色反应，两种溶液混合后溶液会变成粉红色。运用公式（1-1）可以计算出NaOH溶液的扩散系数。
　　当NaOH溶液浓度为0.1mol/L时，不同流速对扩散系数的影响如表1所示：
　　表1 0.1mol/LNaOH溶液扩散系数D
　　由于酚酞是有机酸，属于有机大分子，扩散速度要比无机离子小得多，可以认为这个实验中起主要作用的是OH-，因此也就可以认为：
　　D=DOH-
　　实验中数据的误差由以下几个因素引起：（1）流速测定的实验中，滤纸所吸附的水分在空气中的流失；（2）测量各个尺寸引起的误差。
　　参考文献：
　　[1]方肇伦。微流控分析芯片，北京：科学出版社，2003：1-11
　　[2]方肇伦。微流控分析芯片发展与展望，大学化学，1998。16（2）：1-6
　　[3]北京大学化学系《化学工程基础》编写组。化学工程（第二版）M，北京：高等教育出版社，1998：19-21
　　[4]马力人，蒋中华。生物芯片M，北京：化学工业出版社，2000：1-100