[發明專利]一種基于電流變液的微流控減振芯片

在審

• 申請號: 201711274726.4
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN107892269A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 朱石沙;章岱;黃鵬程;周瀟;羅奇;袁佳瑩
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于微流控芯片領域，尤其是一種基于電流變液的微流控減振芯片。

背景技術

微機電系統（Micro Electro-Mechanical Systems）指的是采用先進微細制造技術，將微小型驅動器、控制器和執行器等集成化在一個微尺度的系統中。作為微機電系統技術中重要的一個組成部分—微流體系統，其中芯片實驗室是微機電系統中重要的一個分支。微流控芯片是以微尺度下的流體作為輸送平臺，通過對流體的操控，實現藥物傳輸，流體混合等功能。

電流變液（Electrorheological Fluids）通常是由微米級高介電常數微粒和弱電導或非電導基液混合而成的固液兩相懸浮液。其流變特性可以通過應用外加電場來改變，從液體迅速轉化到類似固體狀態。而且這種轉變在電場撤銷后是可逆的。這些智能的特性使得電流變液成為微機電系統中的一種理想的材料。

盡管微流控芯片尺寸微小，流體在通道中流動產生的振動微弱，但是產生的振動如果沒有及時控制，仍然會給微機電系統帶來一定的影響，降低微機電系統的穩定性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種具有智能材料、阻尼可調、反應迅速的一種基于電流變液的微流控減振芯片，該芯片結構簡單、設計合理可以實現對微機電系統中振動的控制。

本發明采用的技術方案是：包括微流動通道、平行板電極、進液口、出液口、儲液腔和減振平臺；所述的微流控芯片為密封腔式結構，其內部設有微流動通道。所述的微流動通道為矩形通道；所述的進液口和出液口分別位于微流動通道的兩端；所述的平行板電極分別位于儲液腔到出液口的微流動通道的兩側；所述的儲液腔位于微流通道的轉彎處；所述的減振平臺位于儲液腔的上方。

上述的一種基于電流變液的微流控減振芯片中，所述的進液口連接兩條微流動通道，兩條微流動通道分別連接兩個儲液腔，所述的出液口的上游方向連接兩條儲液腔的通道。

上述的一種基于電流變液的微流控減振芯片中，所述的平行板電極包括上平行板電極和下平行板電極，其對稱設置在微流控芯片的微流動通道的兩側，平行板電極產生的電場的方向與電流變液流動方向垂直，所述的平行板電極的數量為四對。

上述的一種基于電流變液的微流控減振芯片中，所述的儲液腔位于微流動通道的轉彎處，儲液腔的形狀為圓柱形，儲液腔的數量為四個，儲液腔的上表面材料為PDMS（聚二甲基硅氧烷）。

上述的一種基于電流變液的微流控減振芯片中，所述的振動平臺位于四個儲液腔的正上方，減振平臺的下表面與四個儲液腔的上表面粘合。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1）本發明利用儲液腔下游的微流動通道中的電流變液在電場下產生的阻尼，使得通道內壓力上升，因此儲液腔的上表面向上膨脹，可以直接吸收振動平臺接收到的外界振動。

2）本發明的減振材料采用的是電流變液，電流變液有應用電場下流變特性迅速且可逆的轉變、阻尼可變、無極控制、物理化學性能穩定、對環境無污染等優點，而且結構成型方便。

3）本發明的減振材料采用的是電流變液，電流變液的固有頻率隨外加電場強度的增加而增加，而振動響應幅值隨著電場強度的增加而降低，通過改變上下兩塊平行板電極的電場強度，可改變電流變液的剛度和阻尼，使得本發明能更好的適應外界振動環境，實現對振動的抑制。

附圖說明

圖1為本發明的結構圖

具體實施方法

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

如圖1所示，本發明包括微流動通道2、四對平行板電極4、6、11、13、進液口1、9、出液口5、12、四個儲液腔3、7、10、14和減振平臺8；所述的微流控芯片為密封腔式結構，其內部設有微流動通道2。所述的微流動通道2為矩形通道；所述的進液口1、9和出液口5、12分別位于微流動通道2的兩端；所述的四對平行板電極4、6、11、13分別位于四個儲液腔3、7、10、14到出液口5、12的微流動通道2的兩側；微流通道2的轉彎處設有四個儲液腔3、7、10、14；四個儲液腔3、7、10、14的上方設有減振平臺8。

所述的兩個進液口1、9分別連接四條微流動通道2，四條微流動通道2分別連接四個儲液腔3、7、10、14，所述的兩個出液口5、12通過微流動通道2連接四個儲液腔3、7、10、14，所述的四對平行板電極4、6、11、13包括上平行板電極和下平行板電極，其對稱設置在四個儲液腔3、7、10、14的下游微流動通道2的兩側。