[發明專利]基于納米馬達陣列的超聲精密微流控芯片及其實現方法

有效

• 申請號: 202010516500.6
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111774105B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 蘆小龍;魏瑩;沈暉;趙康東;王志文
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

1.一種基于納米馬達陣列的超聲精密微流控芯片，其特征在于，包含：基板(1)、具有固定化納米馬達陣列的納米馬達層(2)、外接電極的壓電換能器(3)、具有微流道的蓋板(4)、出液管(5)、進液管(6)；所述納米馬達層(2)、壓電換能器(3)和蓋板(4)均粘貼在基板(1)上方，且納米馬達層(2)包含于所述微流道內；所述蓋板(4)上設有進液孔和出液孔，進液孔和出液孔的一端分別連接進液管(6)和出液管(5)，另一端分別連接所述微流道的進液口和出液口；所述納米馬達層(2)中納米馬達包含能夠催化液體介質分解產生氣泡的催化劑成分，同時微流道內的液體中有反應底物。

2.根據權利要求1所述的一種基于納米馬達陣列的超聲精密微流控芯片，其特征在于，所述基板(1)的材質為石英玻璃或硅片。

3.根據權利要求1所述的一種基于納米馬達陣列的超聲精密微流控芯片，其特征在于，所述納米馬達層(2)的基體材質為聚碳酸酯膜或多孔氧化鋁膜。

4.根據權利要求1所述的一種基于納米馬達陣列的超聲精密微流控芯片，其特征在于，所述納米馬達層(2)中包含的納米馬達為管狀或球形，其中管狀納米馬達內表面包含催化劑成分，球形納米馬達外表面包含催化劑成分。

5.根據權利要求1所述的一種基于納米馬達陣列的超聲精密微流控芯片，其特征在于，所述蓋板(4)材質為PDMS。

6.權利要求1所述超聲精密微流控芯片的實現方法，其特征在于，結合聲流場與氣泡振動實現對微小顆粒物體特定運動形式的運動控制，包括步驟如下：

步驟1：將外部信號發生器或計算機產生的激勵信號用功率放大器放大；

步驟2：利用壓電材料的逆壓電效應驅動壓電換能器(3)振動，進而帶動微流控芯片整體振動，在微流道中產生聲流場；

步驟3：微流道中納米馬達端部產生的氣泡在聲流場中振動，引起氣泡附近聲流場的變化，從而控制微小顆粒物體運動。

7.根據權利要求6所述的超聲精密微流控芯片的實現方法，其特征在于，通過調整電壓、頻率、納米馬達的布置，實現不同尺寸微顆粒的多種運動形式，包括微納顆粒的捕獲與聚集、定向運動、轉動及上述運動形式的疊加，進而實現微顆粒捕獲、分選、定向運輸功能。

8.根據權利要求6所述的超聲精密微流控芯片的實現方法，其特征在于，所述壓電換能器(3)能夠通過逆壓電效應驅動，并激發基板(1)的固有振動模態，所述固有振動模態包括縱振、彎振、扭振及以上幾種振動模態的疊加形式。