磁性液滴以其微尺度、多相流屬性和非接觸式操控特性,近年來因在生物細胞分離、靶向藥物治療等方面的成功應(yīng)用受到來自科學界和企業(yè)界學者們的廣泛關(guān)注,如何操控磁性液滴精確運動到設(shè)定位置是主要難點。本工作從磁性液滴的生成方式、運動基本機理及操控方法三個方面,對目前存在的主流磁性液滴生成與操控的方法進行了整理。目前對于磁性液滴的操控方法可分為三類,第一類是永磁鐵-機械式操控方法:該方法將永磁鐵放置在一個機械移動平臺上,通過移動平臺改變永磁鐵與微芯片的距離進而改變磁場,最終實現(xiàn)操控液滴的目的;第二類是電磁鐵-電氣式操控方法:以高速照相機拍攝液滴運動的位置誤差為檢測信號,將檢測信號傳遞給控制器,最終通過改變電磁鐵的磁場強度實現(xiàn)對液滴的操控;第三類是永磁鐵/電磁鐵-電氣式混合控制方法:通過將兩者的優(yōu)缺點進行互補,最終達到更優(yōu)控制�？偨Y(jié)了目前存在方法的缺陷和難點,指出了磁性液滴在未來發(fā)展中的一些可行的研究方法和研究方向。要點:（1）綜述了磁性液滴的應(yīng)用和合成,總結(jié)了磁性液滴處理的主要方法的優(yōu)缺點。（2）綜述了磁液滴形成的方法,包括磁動力法、多相流法和電動力法。（3）總結(jié)了磁性液滴在磁場中的力學分析,給出了... 

【文章來源】：過程工程學報. 2020,20(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

磁性液滴受力示意圖Fig.7Schematicdiagramofmagneticdropletforce

第10期龍超等：微芯片中磁性液滴的生成與操控綜述1143制精度較好，但計算量較大，需計算出實驗平臺中無數(shù)分塊所在位置的電磁鐵鐵芯所需的電流及電壓，且此方法只適用于單個液滴的控制，不能同時控制多個液滴。12π03/200222dd()4π(cos)(sin)()()cos,()sin,cossinNIavBrxayazlvzlvzlvaxy(20)其中，真空磁導率0=410-7H/m，N為線圈匝數(shù)，I代表流過鐵芯的電流，線圈半徑為a，l為線圈長度，(x,y,z)代表液滴的空間位置，令q(acos,asin,0)，為環(huán)上一個點的位置向量，為q和x軸之間的角度，dv=du，其中u=(n/N)l，n(0,N1)。圖15對子系統(tǒng)的帶寬進行補償?shù)姆蔷�性控制器的結(jié)構(gòu)[14]Fig.15Structureofanonlinearcontrollerwithcompensationforthebandwidthofthesubsystem[14](a)(b)(c)(d)FdropFwellVdropVwell=00<Vwell<VcritVdrop=VwellFnet=Fdrag+FwellVwell>VcritFdrag(Vcrit)>max(Vwell)VwellVwell圖16(a)速度為Vwell=0的一維勢井U(x)中具有速度為Vdrop的液滴示意圖；(b)液滴落在井底部；(c)液滴隨勢井的相對位置移動；(d)液滴落后于勢井[42]Fig.16(a)SchematicdiagramofadropletwithvelocityVdropina1DpotentialwellU(x)withvelocityVwell=0;(b)dropletsettlesatthecentreofthepotentialwell;(c)dropletmoveswiththewellatarelativeposition;(d)dropletfallsbehindthepotentialwell[42]由于在低雷諾數(shù)的流體中，電磁鐵操控磁性液滴是異步的(即通電時間與磁場產(chǎn)生時間不同時發(fā)

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]鐵基磁性功能納米材料的制備、表征及性能研究[D]. 杜慶波.中國礦業(yè)大學 2018



本文編號：3270524