电渗流是微流控系统最重要的流体驱动技术之一。采用"调控双电层"技术,本项目提出一种具有液体驱动和混合双重功能的高"流量/电压比"电渗流芯片,并采用数值分析、模型实验、Micro PIV手段对该电渗流芯片的流场-电场-离子运动耦合机理进行系统研究。研究包括(1)调控双电层固壁面 Zeta 电位势形成机理,以及电渗流量,液体混合效率随调控电场的变化特性。(2)研究高"流量/电压比"电渗流芯片的几何形状尺度,电解质溶液特性,电极设置(包括电极形状大小位置,电极绝缘层),调控电压,工作电压等参数对电渗流量的影响关系。(3)采用流体动力学计算方法(CFD 技术)研究新型电渗流芯片流动特性,寻求最小流动阻力的芯片几何形状,最佳电极设置方案,以较低的电压,获取可能最大流量和最佳的液体混合效率。本项研究对我国研发高性能微流控芯片有重要的科学意义。
英文主题词Microfluidic system; Electroosmosis chip; Modified electric double layer; Multi-physics interaction