微流体在微电子系统(MEMS)和生物传感器领域有很重要的应用。当电解质与微管道管道壁相互接触时,就会引起壁面与电解质之间的电荷交换。表面的电荷通过影响流体中阴离子和阳离子的分布形成了双电层 (EDL)。受外加电场的作用,双电层 (EDL) 中的离子将会受到库伦力的作用而运动。由于流体的粘性,可以移动的(自由)离子将会带动附近流体微团运动,最终形成了电渗流 (EOF)。现在电渗流被广泛地用于生物、化学和制药领域。目前对电渗流动的研究主要局限于牛顿流体,但微流体装置常被用来分析生物流体,这些流体经常是长链分子的非牛顿流体,并且是在开的微管道中进行的,这样就必须考虑自由面非牛顿流体电渗流问题。本项目通过理论分析和数值计算,将具有自由面的微流体当做非牛顿流体薄膜来处理,利用润滑近似导出幂律流体和粘弹性流体薄膜高度满足的时空演化方程,进而研究它的电渗流动的不稳定性问题,揭示其不稳定性机理。
英文主题词Electroosmotic flow;non-Newtonian fluid;free surface;instability;