随着微流体系统的发展,微流体的驱动和控制技术已经成为微系统发展需要解决的关键技术之一。本项目致力于一种新原理的微流体驱动与控制技术-超声行波微流体驱动和控制技术的研究。利用压电陶瓷的逆压电效应产生超声振动在输送管道壁上激起行波,该行波使输送管道壁质点产生与管道壁垂直的椭圆运动,通过液体对管壁的粘附力及液体分子间的作用力驱动流体流动,是一种新的微流体驱动技术。变传统的点驱动为面驱动(整个管壁都为驱动
本项目致力于一种新原理的超声行波微流体驱动技术研究。属于小额探索项目。 1、对超声微流体驱动的可行性做了实验研究,利用已有的FPW实验装置进行了染色试验和跟踪实验,观测到微流净流现象,说明原申请书上原理的合理性,是个很大的收获。 2、对直管型和圆环形振子做了模态和谐相应分析,得到了驱动频率和结构尺寸的关系,计算出了理论振幅。初步建立了两种形式的驱动模型。做了基础性的实验,积累了一定的经验。 3、超声驱动信号和振子的耦合是该项技术的关键之一,课题组在此方面做了较深入地研究,得到了最小相位耦合原理,提高了驱动效率,该原理同样适用于其它形式的压电驱动领域。 4、研究发现了超声驱动中对微流三个驱动力源(原申请书只注意到一种力源-摩擦力),即摩擦力、声流、声辐射压力,发现三种力的作用条件不同,即在不同尺度范围会有不同力源主导,具体尺度需要进一步研究。 5、课题组吸收了目前商用有限元分析程序的基础上,针对微流体分析,初步建立了微流体分析的有限元分析程序框架结构。其它相关领域的研究。 6、否定了原申请书中的宏观方面的应用,主要是驱动功率不能达到预期。