[實用新型]基于壓電圓管擾動的微液滴主動制備裝置

有效

• 申請號: 201720579358.3
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN207212639U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 司廷;黃芳勝;吳強;朱志強;楊超宇
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,付久春

技術領域

本實用新型涉及微流控技術領域，尤其涉及一種基于氣驅流動聚焦壓電圓管擾動的微液滴主動制備裝置。

背景技術

微滴的形成過程很直觀地說明了微流體處理的復雜性。與表面張力有關的相對小的力在微滴形成過程中產生高度的非線性且對外部干擾異常敏感。從連續液相形成液滴，需要引入能量進而轉換成微滴形成后的表面能量。當此能量僅來源于流體壓力，并無外界能量輸入時，為被動控制；相反，在微滴生成過程中，有外界能量輸入時為主動控制。被動控制的經典結構為：T型和流動聚焦型。這兩種結構的被動控制主要是通過改變流量或壓力來實現。被動控制的最大問題是：響應時間太長，通常為幾秒鐘甚至幾分鐘。較長的響應時間主要受制于相對較大的流體阻力。在預先設置好的流量與壓力下，此時若想得到一個特定尺寸的微滴，唯一的辦法就是調節液體屬性和通道的形狀。根據外部輸入能量類型的不同，微滴主動控制生成主要分為：熱控制，磁控制，氣驅/液驅控制，壓電控制等。由于壓電驅動具有很快的響應，一般可達到200μs，所以對于壓電主動激勵制備微液滴的研究受到越來越多的關注，目前壓電擾動的引入主要針對微流控芯片，如在進口管道上引入壓電圓片、壓電雙晶片或壓電疊堆的振動來控制微液滴形成的體積或頻率。相比于微流控芯片的微液滴制備，利用氣驅流動聚焦的微液滴制備具有很多優勢，如低成本，高包封率，高產量等。但目前對基于氣驅的流動聚焦，通常是改變氣壓來改變生成微液滴的尺寸和生成頻率，但是改變的幅度有限，氣壓太大和太小都不易行程穩定的錐形結構，而且生成的微液滴尺寸均勻度差，常伴有衛星液滴的出現。因此，如何提供一種能解決上述問題的基于氣驅流動聚焦的微液滴主動制備裝置是需要解決的問題。

實用新型內容

基于現有技術所存在的問題，本實用新型的目的是提供一種基于壓電圓管擾動的微液滴主動制備裝置，能在氣驅流動聚焦中可控的主動制備微液滴。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

本實用新型實施方式提供一種基于壓電圓管擾動的微液滴主動制備裝置，包括：

壓電圓管和容器；其中，

所述壓電圓管一端固定設置在所述容器上，所述壓電圓管的后端開口為微液滴相入口，該微液滴相入口設在所述容器外部；所述壓電圓管的前端出口從上部伸入到所述容器內，與所述容器底部設置的圓孔對中，

所述容器的側壁上設有氣體入口。

由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型實施例提供的基于壓電圓管擾動的微液滴主動制備裝置，其有益效果為：

通過在容器上設置壓電圓管，以壓電圓管的內腔形成射流柱，通過對壓電圓管施加電壓形成壓電振動，在基于氣驅流動聚焦中，在射流柱形成初期的錐形結構部分引入壓電振動的能量，通過主動控制制備所需均勻尺寸和生成頻率的微液滴。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1是本實用新型實施例提供的基于壓電圓管擾動的微液滴主動制備裝置結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的擾動射流為同軸包裹的結構示意圖；

圖中：1-壓電圓管，2-微液滴相，3-容器，4-氣體入口，5-錐形結構，6-射流，7-圓孔，8-內壁電極，9-外壁電極。

具體實施方式

下面結合本實用新型的具體內容，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。

如圖1所示，本實用新型實施例提供一種基于壓電圓管擾動的微液滴主動制備裝置，其特征在于，包括：

壓電圓管和容器；其中，

所述壓電圓管一端固定設置在所述容器上，所述壓電圓管的后端開口為微液滴相入口，該微液滴相入口設在所述容器外部；所述壓電圓管的前端出口從上部伸入到所述容器內，與所述容器底部設置的圓孔對中，微液滴相從壓電圓管內腔通入，流出壓電圓管形成錐形結構，再穿過容器的圓孔形成射流柱，壓電圓管振動后能擾動射流柱形成微液滴。

所述容器的側壁上設有氣體入口。

上述制備裝置中，壓電圓管內腔為微液滴相通道。