近年來,微流控芯片技術(shù)已廣泛應(yīng)用于化學(xué)、分析、生物、醫(yī)療等領(lǐng)域,該技術(shù)具有樣品用量少、分析時間短、高通量、靈敏度高、儀器小型化、污染小等優(yōu)點(diǎn)。微芯片流體控制方法中的被動式微閥門基于其自身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)即可實現(xiàn)流體控制,運(yùn)行過程中無需借助外部控制設(shè)備。其中,基于功能性微納結(jié)構(gòu)表面的被動式閥門可對流體實現(xiàn)較為精準(zhǔn)的操控,這歸功于閥門結(jié)構(gòu)位置吉布斯能不平衡效應(yīng)和氣液固三相線的穩(wěn)定性。由于制備和修飾手段的局限以及對微納結(jié)構(gòu)圖案化設(shè)計拓展的不足,基于功能性微納結(jié)構(gòu)表面的被動閥門一直停留在對流體流動和流向的基本操控,缺乏對其應(yīng)用的進(jìn)一步探索。本論文從功能性微納結(jié)構(gòu)陣列的設(shè)計出發(fā),制備出特定排布的各向異性浸潤結(jié)構(gòu)陣列,分別用于微芯片中的刺激響應(yīng)性微閥門、網(wǎng)絡(luò)微閥門、流體分流器等,并成功實現(xiàn)了氣液分離、超微量液體的獲取和混合、微芯片中各向異性納米粒子合成、液體壓力傳感等。具體研究工作如下:1.溫敏各向異性浸潤微結(jié)構(gòu)用于微芯片中液體智能操縱提出了一種易于制備的微孔道中液體的智能控制方法。通過光刻、刻蝕、自由基聚合技術(shù)制備了聚異丙基丙烯酰胺修飾的條帶狀溫敏各向異性浸潤表面,與微孔道結(jié)合后,實現(xiàn)了孔道中液體流... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    第一節(jié) 微流控芯片簡介
        1.1.1 微流控芯片的定義及發(fā)展史
        1.1.2 微流控芯片的特點(diǎn)及內(nèi)涵
        1.1.3 微流控芯片的應(yīng)用
    第二節(jié) 微流控芯片中的流體控制
        1.2.1 流體控制方法概述
        1.2.2 基于功能性微納結(jié)構(gòu)的微流體控制方法及理論
    第三節(jié) 基于功能性微納結(jié)構(gòu)表面的微流體應(yīng)用器件
        1.3.1 流體運(yùn)輸器
        1.3.2 流體混合器
        1.3.3 流體分離器
        1.3.4 其他應(yīng)用
    第四節(jié) 本論文的選題及設(shè)計思路
    參考文獻(xiàn)
第二章 溫敏各向異性浸潤表面用于微芯片中的液體智能操控
    第一節(jié) 引言
    第二節(jié) 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 通過ATRP制備圖案化溫敏各向異性浸潤硅條帶結(jié)構(gòu)陣列
        2.2.3 以PNIPAAm修飾的溫敏性硅條帶陣列為基底的微孔道中液體流動行為測試
        2.2.4 儀器表征
    第三節(jié) 結(jié)果與討論
        2.3.1 PNIPAAm修飾的熱響應(yīng)性浸潤硅條帶陣列表面的制備
        2.3.2 基于溫敏表面的智能液體操控方式
        2.3.3 熱響應(yīng)性液體流動行為的影響因素
        2.3.4 通過控制溫度和液體壓力在微孔道中實現(xiàn)連續(xù)的溫敏閥門功能
    第四節(jié) 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 特定排布的功能性條帶結(jié)構(gòu)陣列在網(wǎng)絡(luò)微孔道中調(diào)控流體流動行為及氣液分離方面的應(yīng)用
    第一節(jié) 引言
    第二節(jié) 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 微流控芯片構(gòu)筑與表征
    第三節(jié) 結(jié)果與討論
        3.3.1 以功能性單條帶結(jié)構(gòu)表面為基底的直線形微孔道中液體的流動行為研究
        3.3.2 基于功能性條帶結(jié)構(gòu)的液體控制機(jī)理研究
        3.3.3 探究功能性條帶結(jié)構(gòu)在四出口微孔道中的液體調(diào)控能力
        3.3.4 基于疏水條帶結(jié)構(gòu)陣列微閥門的應(yīng)用
    第四節(jié) 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 特定排布的功能性條帶結(jié)構(gòu)陣列用于亞皮升超微量注射器及其應(yīng)用
    第一節(jié) 引言
    第二節(jié) 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 超微量注射器構(gòu)筑
        4.2.3 超微量注射器中合成金納米粒子
        4.2.4 超微量注射器中合成金納米棒
        4.2.5 儀器表征
    第三節(jié) 結(jié)果與討論
        4.3.1 超微量注射器中定量液體的獲取
        4.3.2 超微量注射器的性能及其影響因素
        4.3.3 玻璃材質(zhì)超微量注射器用于獲取亞皮升液體
        4.3.4 超微量注射器用于多種類定量液體獲取
        4.3.5 超微定量液體混合器
        4.3.6 超微定量液體用于合成納米晶
        4.3.7 超微定量液體點(diǎn)樣機(jī)
    第四節(jié) 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 基于條帶結(jié)構(gòu)陣列的高靈敏微升血壓傳感器
    第一節(jié) 引言
    第二節(jié) 實驗部分
        5.2.1 實驗原料
        5.2.2 液體壓力傳感器的構(gòu)筑
        5.2.3 大鼠血液測量
        5.2.4 儀器表征
    第三節(jié) 結(jié)果與討論
        5.3.1 液體壓力傳感器概述
        5.3.2 液體壓力傳感器的性質(zhì)
        5.3.3 低表面張力液壓的測量
        5.3.4 孔道內(nèi)部液體壓力測量
        5.3.5 大鼠中心靜脈壓和動脈血壓的檢測
    第四節(jié) 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀博士期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3286556