微流控芯片技術(shù)在過(guò)去的數(shù)十年間得到飛速發(fā)展。由于其能夠?qū)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中樣品制備、可控反應(yīng)、分析檢測(cè)等操作功能集成到一塊面積僅為數(shù)平方厘米的芯片上,具有試劑消耗量小、反應(yīng)迅速、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于生化分析、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)檢測(cè)等領(lǐng)域。近年來(lái),傳統(tǒng)微流控技術(shù)與現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)相融合衍生一門(mén)新技術(shù)—光微流體技術(shù),利用光與流體的相互作用,在微流控平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了一系列新功能。作為典型的光與流體相互作用方式之一,光熱效應(yīng)致流體相變由于其局部操控、響應(yīng)迅速、操作簡(jiǎn)易等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于光微流體器件中進(jìn)行流體操控。然而,針對(duì)基于光熱效應(yīng)致流體相變操控技術(shù),目前相關(guān)研究還停留在元器件設(shè)計(jì)與新功能開(kāi)發(fā)階段,對(duì)其中局部熱源作用下相變與兩相流動(dòng)機(jī)理與特性的認(rèn)識(shí)還比較缺乏。本文圍繞微通道內(nèi)光熱效應(yīng)致流體相變兩相流動(dòng)及界面行為開(kāi)展了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究,揭示其流動(dòng)與傳輸特性,為基于光熱相變的新型微流體器件的設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。微通道內(nèi)光熱效應(yīng)致流體相變兩相流動(dòng)是涉及光熱效應(yīng)局部熱源作用下耦合了復(fù)雜界面現(xiàn)象的兩相流動(dòng)問(wèn)題。針對(duì)此關(guān)鍵熱物理問(wèn)題,本文首先著眼基于聚焦激光加熱液柱這一基本物理過(guò)程,剝離其各個(gè)影響因素,研究... 

【文章頁(yè)數(shù)】：157 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 微流控芯片
    1.2 光微流體技術(shù)及其應(yīng)用
    1.3 光熱效應(yīng)在光微流體中的應(yīng)用
    1.4 光熱相變?cè)诠馕⒘黧w中的應(yīng)用
    1.5 主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 已有研究不足
        1.5.2 本文主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性
2 微通道內(nèi)光熱效應(yīng)致相變特性
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    2.3 微通道加工工藝
        2.3.1 SU-8光刻工藝
        2.3.2 PDMS成型及微通道組裝鍵合
    2.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析
    2.5 靜止光源光熱效應(yīng)致微通道內(nèi)蒸餾水柱相變特性
        2.5.1 微通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)原理
        2.5.2 低功率下液柱相變動(dòng)態(tài)特性
        2.5.3 高功率下液柱相變動(dòng)態(tài)特性
    2.6 微通道深寬比對(duì)液柱相變特性的影響
        2.6.1 低功率下不同深寬比微通道內(nèi)液柱相變特性
        2.6.2 高功率下不同深寬比微通道內(nèi)液柱相變特性
    2.7 微通道壁面浸潤(rùn)性對(duì)液柱相變影響
        2.7.1 不同浸潤(rùn)性PDMS微通道制備
        2.7.2 低功率下不同浸潤(rùn)性微通道內(nèi)液柱相變特性
        2.7.3 高功率下不同浸潤(rùn)性微通道內(nèi)液柱相變特性
    2.8 本章小結(jié)
3 微通道內(nèi)光熱效應(yīng)致相變驅(qū)動(dòng)流體連續(xù)運(yùn)動(dòng)特性
    3.1 引言
    3.2 移動(dòng)光源加熱液柱相變特性
    3.3 復(fù)雜通路微通道中光熱相變驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)特性
        3.3.1 T型結(jié)構(gòu)微通道內(nèi)光熱相變驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)特性
        3.3.2 樹(shù)形結(jié)構(gòu)微通道內(nèi)光熱相變驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)特性
        3.3.3 凸起擾流柱異型截面微通道內(nèi)光熱相變驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)特性
    3.4 本章小結(jié)
4 微通道內(nèi)光熱效應(yīng)致相變驅(qū)動(dòng)脈沖液流
    4.1 引言
    4.2 光滑壁面微通道內(nèi)光熱效應(yīng)致相變驅(qū)動(dòng)脈沖液流
        4.2.1 激光啟停驅(qū)動(dòng)液柱脈沖運(yùn)動(dòng)特性
        4.2.2 激光功率及光斑位置對(duì)脈沖流動(dòng)特性影響
    4.3 鋸齒形擾流柱微通道內(nèi)光熱效應(yīng)致相變驅(qū)動(dòng)脈沖液流
        4.3.1 微通道設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)原理
        4.3.2 鋸齒形微通道內(nèi)光熱相變驅(qū)動(dòng)特性
        4.3.3 鋸齒形擾流柱幾何參數(shù)對(duì)液流脈沖特性影響
    4.4 本章小結(jié)
5 微通道內(nèi)光熱效應(yīng)致相變化學(xué)分離特性
    5.1 引言
    5.2 微通道內(nèi)液柱蒸發(fā)特性
        5.2.1 蒸發(fā)速率測(cè)量實(shí)驗(yàn)原理
        5.2.2 微通道內(nèi)光熱致液柱蒸發(fā)相變特性
        5.2.3 激光功率及光斑位置對(duì)蒸發(fā)特性影響
    5.3 微通道內(nèi)氣泡輔助相變分離特性
        5.3.1 連續(xù)液柱氣泡輔助蒸發(fā)-冷凝相變特性
        5.3.2 單個(gè)非連續(xù)液柱氣泡輔助蒸發(fā)-冷凝相變特性
    5.4 微通道中NaCl溶液相變分離特性
    5.5 本章小結(jié)
6 基于光熱效應(yīng)的光微流體膜式分離器分離特性
    6.1 引言
    6.2 基于紅外激光光熱效應(yīng)的光微流體膜式分離器
        6.2.1 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工方法
        6.2.2 紅外激光功率對(duì)分離器性能影響
        6.2.3 NaCl濃度對(duì)分離器性能影響
        6.2.4 溶液流量對(duì)分離性能影響
    6.3 基于可見(jiàn)激光光熱效應(yīng)的光流體膜式分離器
        6.3.1 PDMS基底上銀納米粒子原位還原負(fù)載
        6.3.2 激光功率對(duì)可見(jiàn)光光熱相變光微流體膜分離器性能影響
        6.3.3 NaCl濃度對(duì)可見(jiàn)光光熱相變光微流體分離器性能影響
        6.3.4 溶液流量對(duì)可見(jiàn)光光熱相變光微流體分離器性能影響
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表及撰寫(xiě)的論文目錄
    B.作者在攻讀博士學(xué)位期間參與加的學(xué)術(shù)會(huì)議
    C.作者在攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
    D.作者在攻讀博士學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]喉顯微黏膜微瓣技術(shù)的臨床療效觀(guān)察[J]. 楊艷臣,陸雪,陳文淵,肖楚志,鄧偉光,張碧波.  現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生. 2012(24)
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[6]低溫等離子體在蛋白材料表面改性中的應(yīng)用[J]. 張宗才,戴紅,許偉,趙婷,李立新.  皮革科學(xué)與工程. 2004(06)
[7]細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制劑介導(dǎo)Th1/Th2免疫偏移對(duì)血吸蟲(chóng)蟲(chóng)卵肉芽腫的影響[J]. 夏超明,龔唯,駱偉,周衛(wèi)芳,李允鶴,熊思東,查錫良.  中國(guó)寄生蟲(chóng)學(xué)與寄生蟲(chóng)病雜志. 2002(06)

碩士論文
[1]基于氮?dú)獾入x子體技術(shù)的PDMS表面改性研究[D]. 楊城鑫.西南交通大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3691716