微流体驱动与控制技术

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1、第20卷第9期2008年9月化学进展PROGRESSINCHEMISTRYV01．20No．9sep．，2008微流体驱动与控制技术*李清岭卜。陈令新2(1．山东师范大学化学化工与材料科学学院济南250014；2．中国科学院烟台海岸带可持续发展研究所烟台264003)摘要在微流控系统所需的功能单元中，微流体驱动与控制操作单元尤为重要。微系统条件下，表面张力的影响变得十分明显，在工程意义上，常规的流体体积流动的驱动方法在微管道中往往效果不好甚至是不可行的。本文简要评述了用于微流体驱动的机械微型泵技术，基于电、光、磁等的非机械微型泵技术，以及微流体

2、的高效混合控制等技术的研究现状，对微流体驱动与控制的未来作了展望。关键词微流体微泵流体驱动流体控制微电子机械系统徼化工中图分类号：0658．9；0652．9；0363．2文献标识码：A文章编号：1005—281x(2008)09．1406．10DeliveryandControlTechniquesforMicrofluidsL／Qingling‘。’ChertLingxin2(1．CofiegeofChemistry，ChemicalEngineeringandMaterialsScience，ShandongNormalUniversity

3、。Jinan250014，China；2．YantaiInstituteofCoastalZoneResearchforSustainableDevelopment，ChineseAcademyofSciences，Yantai264003，China)AbstractThemicrofluiddeliveryandcontroloperationunitisveryimportantamongallthenecessaryfunctionalunitsusedinmicrofluidicsystem．Theeffectofthesurface

4、tensionisseriousinmicrosystemconditions，andtheconventionalliquiddeliverymethodsbasedonvolumetricflowshowlowerefficiencyorareimpossibleinviewofengineeringmeaning．Inthispaper，severalimportantliquiddeliverytechniquesformicrofluid，includingmechanicaldisplacementmicropumptechniqu

5、es，non-mechanicalmicropumptechniquesbasedonelectric，opticandmagneticproperties，etc，arereviewedconcisely．Thehishefficiencymixingtechniquesforcontrollingtheliquidsinmicmsystems叭alsosummarized．Theprospectoftheliquiddeliveryandcontrolforthemicrofluidicsystemisproposed．Keywordsmi

6、crofluids；micmpump；fluidsdelivery；fluidscontrol；MEMS；microchemicalengineeringl引言自20世纪70年代提出仪器微型化思想和随后的1990年Manz与Widmer等提出以多学科交叉为重要特征的微全分析系统(miniaturizedtotalanalysissystem，卢．TAS)概念以来，经过近20年的发展，微分析系统已经越来越显示出其重要性¨1。微流控芯片(microfluidicchip)或芯片实验室(1abOilachip)、芯片化工厂(factoryonachi

7、p)已经成为微分析、微化工领域广为熟知的术语瞳J】。微分析系统不仅使样品与试剂消耗降低到微升至纳升级，而且使分析速度成十倍、百倍地提高，可以方便的实现高通量样品分析处理；同时还降低了分析成本，极大地减少了对环境的污染。在微系统特别是微流控芯片系统所必须的各种功能单元中，微流体驱动与控制操作单元尤为重要。在微系统条件下，由于尺度的减小，微流体器件的面，体比大大增加，表面张力的影响变得十分明显，流体的流动特性发生了变化。因此，在工程意义收稿：2007年lO月，收修改稿：2007年12月*国家自然科学基金项目(No．20475034)和山东省自然科学

8、基金项目(No．Y2∞6845)资助*-通讯联系人e_m91]：liql@sdnu．edu．cn第9期李清岭等微流体驱动与控制技术上，常规的(宏观)流