聲學(xué)驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)的技術(shù)是聲——流體力學(xué)的一個(gè)重要分支。這項(xiàng)技術(shù)能有效的驅(qū)動(dòng)低雷諾數(shù)下的液體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。在超聲駐波場(chǎng)中，利用聲場(chǎng)輻射力可以分離液體中的懸浮微粒，如，生物分子、染色體、蛋白分子、膠體顆粒和細(xì)胞等。然而與其他聲學(xué)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用相比，聲學(xué)驅(qū)動(dòng)在場(chǎng)流分離領(lǐng)域的應(yīng)用卻沒(méi)有引起人們足夠的關(guān)注。因此，本課題研究?jī)?nèi)容圍繞聲場(chǎng)流對(duì)綠色熒光蛋白（GFP）純化展開(kāi)。主要研究?jī)?nèi)容如下： （1）在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析了場(chǎng)流分離國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況，總結(jié)了聲場(chǎng)流驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)狀，分析了郎之萬(wàn)壓電振子在場(chǎng)流分離設(shè)備上應(yīng)用的意義。 （2）推導(dǎo)了溶液中懸浮微粒受到的超聲輻射力的表達(dá)式，并分析影響輻射力的幾個(gè)要素。給出了作用于微粒的液體粘滯阻力、沉降力計(jì)算公式，從而得出超聲駐波場(chǎng)中微粒受力分析的二維解析模型，并得到了微粒的運(yùn)動(dòng)方程。 （3）設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了聲場(chǎng)流分離設(shè)備。根據(jù)壓電理論基礎(chǔ)知識(shí)和超聲駐波在介質(zhì)中傳播的速度計(jì)算公式，設(shè)計(jì)分離設(shè)備結(jié)構(gòu)，為了避免硅膠密封圈對(duì)腔室中待分離微粒造成污染，提出了把密封圈放在蓋片上的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)比較研究了利用黏接法、熱鍵合法和螺栓直接連接法加工制造分離設(shè)備的區(qū)別。 （4）利用...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1FFF流道幾何形狀

載流液在分離腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)容易形成層流，載流液速度接近于拋物線形狀，同時(shí)載流液中標(biāo)的物的擴(kuò)散系數(shù)小的顆粒具有較高的擴(kuò)散系數(shù)，受分離場(chǎng)力的作用較數(shù)較大的顆粒受分離場(chǎng)力影響較大，則其距離積聚面散系數(shù)較大的小顆粒距離積聚面相對(duì)較遠(yuǎn)，流速較大，速度最大、顆粒最小的組分優(yōu)于較大的顆粒率先洗分離....

圖1.3超聲駐波分離原理

57]。這三個(gè)力的作用，使微粒沿著垂直方向運(yùn)動(dòng)到一個(gè)平衡位置。圖1.3說(shuō)明了聲場(chǎng)流分離的原理，圖(a)是微粒剛進(jìn)入腔室的情況，圖(b)和圖(c)是逐漸聚集成線條狀的過(guò)程。不同性質(zhì)的微粒，如粒徑大小、密度、聲阻抗等不同，所以被推動(dòng)到垂直方向上的不同位置[55]。聲學(xué)手段廣泛的用來(lái)實(shí)....

圖1.4微粒分離二維示意圖

是調(diào)節(jié)超聲波的頻率，由于高電壓，導(dǎo)致熱耗散。一種是通過(guò)相位移的不同來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)位置，且用不同的相位移進(jìn)行了微粒分離和洗提。最后，由于一維分析的局限性，在2012年，他們提出了二維的分析方法(如圖1.4)，并成功的進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析。基于超聲輻射力和斯托克斯力，設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)單的二維粒....

圖2.1正壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)

圖2.1正壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)2.2壓電材料的分類換能器是構(gòu)成超聲駐波粒子收集裝置的重要部件，而壓電材料是制作換能器的原材料，直接影響壓電效應(yīng)的好壞。因此，選擇什么類型的壓電材料將會(huì)直接影響壓電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)效果，壓電材料是壓電效應(yīng)研究、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用的關(guān)鍵因素。壓電材料是一種能夠....

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