[發明專利]基于雙向形狀記憶聚合物的流體混合器

有效

• 申請號: 201410209705.4
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103990405A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 吳雪蓮;呂海寶;代勇波
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01F13/00
• 分類號: B01F13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種流體混合器，具體是一種基于雙向形狀記憶聚合物的流體混合器。

背景技術

目前流體混合器領域的研究焦點主要集中于微型流體混合器。微流體混合器的獨特之處在于：體積小，能耗低，反應物消耗低，分析時間短，效率高，主要用于生物及化學反應前各種液態試劑的充分混合，在化學分析、生物及化學傳感、分子分離、核酸排序及分析、環境監測等領域有著廣泛的應用前景。例如，微全分析系統具備獨特的優越性，如較短的響應時間、較少的試劑和試樣消耗量、易于小型化和自動化、效率高等。而微混合器正是一種可以實現上述優越性的微器件，但是目前此類微混合器較少。

現已研究開發的微混合器大概可以分為兩類：主動混合器與被動混合器。被動混合器主要是利用分割與再結合的層壓原理，例如利用通道結構制造混亂層流等方法。這一類混合器由于不需要外部能源來加速混合，因此便于集成，可靠性也更高，但要取得較好的混合效果往往需要較復雜的通道結構，所以一般混合效果很難達到最佳。主動混合器利用聲，電，磁等外部能量對微通道內的流體進行擾動進而加速混合，混合效果一般比較突出，而且溶液混合時間較短，混合距離短，可選擇性更大，適于雷諾數較低的溶液。但現有的主動微混合器不易集成，成本較高，制作也相對困難，對于材質的要求也相對于被動混合器更加嚴格，而且某些特殊情況下需要被混合的流體具有一定的性質，這些局限性給其應用帶來一定的困難。因此，開發一種新型的主動微流體混合器已成為當前混合器領域極為迫切的需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，利用雙向形狀記憶聚合物材料自身的雙向形狀記憶功能，提供一種可通過溫度來控制不同流體相互混合的可重復使用的流體混合器。

一種基于雙向形狀記憶聚合物的流體混合器，其特征在于：所述混合器以雙向形狀記憶聚合物為基體，在基體表面具有至少兩個儲液區、至少一個混液區、至少兩個第一通道區，所述第一通道區連接在儲液區與混液區之間，至少所述儲液區或第一通道區為預變形區域，所述預變形區域為能夠隨溫度的升高、降低在初始形狀和預變形后的形狀之間發生可逆變化的區域。

進一步地，所述基體的邊緣與儲液區和/或混液區之間還設置有第二通道區。

進一步地，所述第二通道區為預變形區域。

進一步地，所述儲液區為預變形區域。

進一步地，所述預變形區域初始形狀為平面，預變形后的形狀為凹陷形狀。

進一步地，所述預變形區域初始形狀為凹陷形狀，預變形后的形狀為平面。

進一步地，混液區所能容納的流體體積大于所有儲液區所能容納的流體體積之和。

進一步地，還包括能夠為所述基體的恢復形狀提供驅動的驅動裝置。

進一步地，所述雙向形狀記憶聚合物的形狀可逆變化的驅動為熱、電、磁、光或者溶液驅動中的一種或多種。

雙向形狀記憶聚合物(包括需要施加約束的和無需施加約束的兩大類)具有雙向形狀記憶效應，是指通過適當的預變形處理后，聚合物可以隨著溫度的升高或者降低，其形狀在預變形和初始形狀之間以線性或非線性的方式發生可逆的形狀變化。本發明利用這一特性，制備可重復使用的聚合物基流體混合器。

本發明與現有技術相比，具有如下優點效果：

1、本發明所提供的流體混合器，是基于聚合物材料本身的雙向形狀記憶功能來實現混合溶液的功能，無需電路，易于制作、易于集成、成本低。

2、本發明所提供的流體混合器，可以重復使用。

3、本發明所提供的流體混合器所用基體，可根據需要從現有的聚合物中選擇，從而調整溶液混合驅動溫度、力學性能及耐腐蝕性能。

4、本發明所提供的流體混合器，結構簡單，性能穩定，可以在較長時間內保持穩定的混合質量。

附圖說明

圖1為本發明所述基于雙向形狀記憶聚合物的流體混合器實施例一的結構圖。

圖2為本發明所述基于雙向形狀記憶聚合物的流體混合器實施例二的結構圖。

附圖標記說明如下：

1-儲液區，2-第一通道區，3-混液區，4-第二通道區。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。

實施例一：三種溶液混合的流體混合器。