微流体系统中微通道网络成形工艺研究进展.pdf

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1、专题论述现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１４年第１２期倡微流体系统中微通道网络成形工艺研究进展曹伟龙，田桂中（江苏科技大学机械工程学院，镇江２１２００３）摘要：微通道作为微流体系统的重要组成部分，是提高微流动性能的关键因素。现有微通道制作材料包括硅、石英和玻璃等无机材料，以及ＰＤＭＳ、ＰＭＭＡ、ＰＣ和环氧树脂等有机材料，而加工工艺主要有湿／干法刻蚀、热压成型、微／纳光刻技术、激光微加工和模塑法等类型。根据不同应用领域中微通道的功能需求和空间布置情况，可将微通道网络分为线性、平面和立体三种类型，综述了

2、不同类型微通道网络成形工艺的国内外研究现状，其中线性和平面微通道网络的制作与成形一般是同时完成的，工艺较成熟，而立体微通道网络需分步实现，难度较大。探讨了现有微通道网络成形工艺的不足和发展趋势。简要介绍了玻璃基仿生微通道及其网络成形工艺研究进展。关键词：微流体系统；微通道网络；制作材料；成形工艺；仿生微通道中图分类号：ＴＨ７０６文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１４）１２—０１２７—０７Researchprogressofthemicro-channelnetworkformingtechnologyforthemicrofluid

3、icsystemsＣａｏＷｅｉｌｏｎｇ，ＴｉａｎＧｕｉｚｈｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２００３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ａｓｔｈｅｋｅｙｐａｒｔｏｆｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓｙｓｔｅｍ，ｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌｉｓａｋｅｙｆａｃｔｏｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｉｃｒｏ-ｆｌｏｗｐｒｏｐｅｒｔｙ．Ｅｘｉｓｔｉｎｇｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌｆｏｒｍｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｉｎｃｌｕｄｅｓｉ

4、ｌｉｃｏｎ，ｑｕａｒｔｚ，ｇｌａｓｓａｎｄｏｔｈｅｒｉｎｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｓｏｍｅｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｓｕｃｈａｓＰＤＭＳ，ＰＭＭＡ，ＰＣａｎｄｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｗｅｔ／ｄｒｙｅｔｃｈｉｎｇ，ｈｏｔｆｏｒｍｉｎｇ，ｍｉｃｒｏ／ｎａｎｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ｌａｓｅｒｍｉｃｒｏ-ｍａｃｈｉ-ｎｉｎｇ，ｍｏｌｄｉｎｇ，ｅｔｃ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｒｅａｓａｎｄｓｐａｔｉａ

5、ｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌ，ｔｈｅｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌｎｅｔｗｏｒｋｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓ，ａｓｌｉｎｅａｒ，ｐｌａｎａｒａｎｄｔｈｒｅｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｒｅ-ｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌｎｅｔｗｏｒｋｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｅｒｅｌｉｎｅａｒａｎｄｐｌａｎａｒｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌｎｅｔｗｏｒｋｉｓｇｅｎｅｒ-ａｌｌｙｐｒｏｄｕｃｅｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｗｉｔｈ

6、ｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｍａｔｕｒｅ，ｂｕｔｔｈｅｔｈｒｅｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌｎｅｔｗｏｒｋｓｎｅｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｓｔｅｐｂｙｓｔｅｐ，ｍｏｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．Ｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌｎｅｔｗｏｒｋｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓａｎｄｔｒｅｎｄｓ．Ｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｇｌａｓｓｂｉｏｎｉｃｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅ

7、ｓｓｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ．Keywords：ｍｉｃｒｏ-ｆｌｕｉｄｉｃｓｙｓｔｅｍ；ｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌｎｅｔｗｏｒｋ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ；ｂｉｏｎｉｃｍｉｃｒｏ-ｃｈａｎｎｅｌ作和处理等任务，是决定微流体系统功能与性能的重０引言［３-４］要元器件。微流体系统作为微机电系统（ＭＥＭＳ）的一个重要不同微通道网络以特定的功能结构应用于微流分支，具有尺寸小、重量轻、响应快、精度高和批量化体系统领域，具有储液、连接及混合等作用。阵列微［５］等特点，广泛应用于微量化学分析与检测、微量液体通道在

8、流道分配器中可用作微流散热，在微尺度空［６］［７］或气体配给和药物微量注射等场合，是微流动领域的间下可用作瞬态热对流加热；锥形微针可用于