[發(fā)明專利]一種微閥及利用該微閥控制微流體輸運的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410320927.3
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104180015A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉尉悅;李鳳芝;曹蕾;王潮澤;章安良
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: F16K7/17
• 分類號: F16K7/17;F16K31/68
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

1.一種微閥，其特征在于包括壓電基片，所述的壓電基片的上表面為工作表面，所述的壓電基片的工作表面上設置有用于激發(fā)聲表面波的叉指換能器，所述的壓電基片的工作表面上且位于所述的叉指換能器激發(fā)的聲表面波的聲傳輸路徑上設置有用于裝滿石蠟油且兩端開口的第一PDMS微槽，所述的第一PDMS微槽的底端開口的邊緣密封連接于所述的壓電基片的工作表面上，所述的第一PDMS微槽的頂端開口上覆蓋有導熱金屬片，所述的導熱金屬片的上表面上設置有用于裝滿固體石蠟且兩端開口的第二PDMS微槽，所述的第二PDMS微槽的底端開口的邊緣與所述的導熱金屬片的上表面密封連接，所述的第二PDMS微槽內裝滿固體石蠟后所述的第二PDMS微槽的頂端開口上密封連接有PDMS軟薄片，所述的第二PDMS微槽的頂端上連接有PDMS聚合體，所述的PDMS聚合體中軟光刻有兩條用于輸運微流體的微通道，所述的PDMS聚合體的底端與所述的PDMS軟薄片位置相對應處開設有缺口，且所述的缺口的邊緣與所述的PDMS軟薄片密封連接，兩條所述的微通道的底部通道口均與所述的缺口相連通，所述的PDMS軟薄片在發(fā)生向上形變后覆蓋所述的微通道的底部通道口。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種微閥，其特征在于該微閥還包括信號發(fā)生裝置，所述的信號發(fā)生裝置由用于產生RF電信號的信號發(fā)生器和與所述的信號發(fā)生器連接的功率放大器組成，所述的壓電基片的下表面上連接有PCB板，所述的PCB板上設置有引線腳，所述的叉指換能器包括兩個匯流條，所述的匯流條通過導線與所述的引線腳相連接，所述的引線腳通過導線與所述的功率放大器相連接。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種微閥，其特征在于所述的PDMS軟薄片的厚度為200～300μm。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種微閥，其特征在于所述的PDMS軟薄片的上表面與所述的微通道的底端通道口之間的間距即所述的缺口的深度為100～200μm。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種微閥，其特征在于所述的PDMS軟薄片制備時所采用的PDMS單體與固化劑的體積比為(15～20)：1；所述的第一PDMS微槽、所述的第二PDMS微槽和所述的PDMS聚合體制備時所采用的PDMS單體與固化劑的體積比為(5～12)：1。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種微閥，其特征在于所述的壓電基片的工作表面上設置有用于反射所述的叉指換能器激發(fā)的聲表面波的反射柵。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種微閥，其特征在于所述的壓電基片的工作表面上對稱設置有兩個所述的叉指換能器，兩個所述的叉指換能器具有相同的尺寸。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種微閥，其特征在于所述的導熱金屬片采用鋁片或銅片。

9.一種利用權利要求2所述的微閥控制微流體輸運的方法，其特征在于通過微閥的關閉和開啟實現(xiàn)微流體輸運的控制，其中，

微閥關閉的實現(xiàn)過程為：啟動信號發(fā)生器和功率放大器；信號發(fā)生器輸出RF電信號并將RF電信號傳輸給功率放大器，功率放大器對接收到的RF電信號進行放大處理，并將放大后的RF電信號傳輸給叉指換能器，叉指換能器接入RF電信號后激發(fā)聲表面波；叉指換能器激發(fā)的聲表面波對第一PDMS微槽內裝滿的石蠟油進行輻射，對石蠟油持續(xù)加熱，石蠟油加熱后產生的熱量經導熱金屬片傳遞到第二PDMS微槽內裝滿的固體石蠟上，固體石蠟在熱量作用下熔化，熔化形成的液體石蠟體積膨脹使PDMS軟薄片發(fā)生向上形變，此時向上形變的PDMS軟薄片剛好覆蓋住一條或兩條微通道的底部通道口，使得兩條微通道不導通，實現(xiàn)微閥的關閉；

在微閥關閉后再使微閥開啟的實現(xiàn)過程為：關閉信號發(fā)生器和功率放大器；此時第二PDMS微槽內的液體石蠟降溫從液體轉化為固體，形成的固體石蠟體積收縮使PDMS軟薄片恢復原狀，從而使得兩條微通道恢復導通，實現(xiàn)微閥的開啟。