集成電極微流控芯片采用微加工工藝將具有多種結(jié)構(gòu)和多種材料的微電極集成到微流控芯片材料上,從而實(shí)現(xiàn)微流控芯片的多功能化,在眾多的工程應(yīng)用及科研生產(chǎn)等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。然而,現(xiàn)階段集成電極微流控芯片的實(shí)際制作水平仍然落后于其理論設(shè)計(jì)水平,集成電極微流控芯片的加工問(wèn)題成為微流控芯片發(fā)展及應(yīng)用首先需要解決的問(wèn)題。集成電極微流控芯片的制備大多需要昂貴的設(shè)備和復(fù)雜的工藝,因此,高效率、低成本、低消耗的集成電極微流控芯片制備技術(shù)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文以集成電極微流控芯片制備技術(shù)為目標(biāo),系統(tǒng)地研究基于液滴脈沖微噴射的微流道、微電極及集成電極微流控芯片的制備,并對(duì)制得的集成電極微流控芯片進(jìn)行性能分析和實(shí)驗(yàn)研究。基于邊界層理論對(duì)脈沖慣性力主導(dǎo)下的微流體驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行了理論分析,為提高微噴射系統(tǒng)的噴射能力,設(shè)計(jì)了新型的儲(chǔ)液池結(jié)構(gòu)內(nèi)錐形微噴嘴,并通過(guò)求解微噴嘴內(nèi)粘性流體的運(yùn)動(dòng)微分方程,對(duì)微噴嘴內(nèi)的流體速度進(jìn)行了分析。采用ANSYS軟件的Fluent模塊對(duì)微噴射過(guò)程中主液滴的形成進(jìn)行了數(shù)值分析,研究了入口速度和微噴嘴出口收縮率對(duì)微噴射形成及衛(wèi)星液滴產(chǎn)生的影響規(guī)律。以顯微頻閃拍攝系統(tǒng)觀... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
專用術(shù)語(yǔ)表
符號(hào)對(duì)照表
1 緒論
    1.1 集成電極微流控芯片
    1.2 集成電極微流控芯片制備技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微流道制備技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微電極制備技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 基于液滴微噴射技術(shù)的集成電極微流控芯片制備技術(shù)
        1.3.1 液滴微噴射技術(shù)
        1.3.2 液滴微噴射技術(shù)在集成電極微流控芯片制備中的應(yīng)用研究
    1.4 論文選題意義及研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 論文選題意義及來(lái)源
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)及研究?jī)?nèi)容
2 液滴脈沖微噴射形成機(jī)理及仿真分析
    2.1 微流體脈沖驅(qū)動(dòng)-控制技術(shù)的基本特征
    2.2 微流體脈沖驅(qū)動(dòng)-控制特性及微流體脈沖驅(qū)動(dòng)原理
        2.2.1 微流體脈沖驅(qū)動(dòng)-控制作動(dòng)器的選型及特性
        2.2.2 微流體脈沖驅(qū)動(dòng)原理
    2.3 微流體脈沖驅(qū)動(dòng)-控制的微噴嘴內(nèi)微流體流動(dòng)速度分析
        2.3.1 圓柱形微管道內(nèi)微流動(dòng)微分方程
        2.3.2 微噴嘴內(nèi)微流體流動(dòng)速度分析
    2.4 液滴脈沖微噴射形成過(guò)程數(shù)值分析
        2.4.1 微噴嘴幾何結(jié)構(gòu)
        2.4.2 微噴射仿真過(guò)程
        2.4.3 微噴射仿真結(jié)果分析
    2.5 微噴射形成過(guò)程觀測(cè)實(shí)驗(yàn)
        2.5.1 主液滴微噴射形成過(guò)程觀測(cè)
        2.5.2 衛(wèi)星液滴微噴射形成過(guò)程觀測(cè)
    2.6 本章小結(jié)
3 液滴脈沖微噴射基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及微液滴沉積成線過(guò)程分析
    3.1 液滴脈沖微噴射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建
        3.1.2 微噴嘴的制作
    3.2 液滴脈沖微噴射基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料選擇
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.3 微液滴沉積成型分析
        3.3.1 固壁表面的潤(rùn)濕性
        3.3.2 微液滴撞擊固壁理論分析
        3.3.3 微液滴撞擊固壁最大鋪展直徑理論分析
    3.4 微液線成型過(guò)程分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于液滴脈沖微噴射與液體模塑法的微流道制備研究
    4.1 基于液滴脈沖微噴射的微流道制備實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    4.2 基于甘油液體陽(yáng)模微噴直接成型的微流道制備實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        4.2.2 玻璃基底的親水化處理及分析
        4.2.3 甘油液體陽(yáng)模的微噴直接成型制備
        4.2.4 PDMS微流道的制備及性能分析
    4.3 基于甘油液體陽(yáng)模提拉-微噴成型的微流道制備實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        4.3.2 親疏水圖層的制備
        4.3.3 甘油液體陽(yáng)模的提拉-微噴成型制備
        4.3.4 PDMS微流道的性能分析
    4.4 本章小結(jié)
5 基于液滴脈沖微噴射的集成電極微流控芯片制備研究
    5.1 基于納米銀墨水微噴射的微電極制備實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法
        5.1.3 玻璃基底的疏水化處理及分析
        5.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.2 基于納米銀墨水微噴射的微電極性能分析
        5.2.1 微電極微觀形貌分析
        5.2.2 微電極的結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試
        5.2.3 微電極導(dǎo)電性能的穩(wěn)定性分析
    5.3 集成電極微流控芯片的制備及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)儀器
        5.3.2 集成電極微流控芯片的制備
        5.3.3 葡萄糖溶液濃度檢測(cè)分析實(shí)驗(yàn)
        5.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)歸納
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]納米銀均勻噴射過(guò)程的數(shù)值計(jì)算與仿真[J]. 張磊,朱云龍,程曉鼎,王馳遠(yuǎn).  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2016(10)
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博士論文
[1]基于數(shù)字化液滴微噴射的微流控芯片制備技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李宗安.南京理工大學(xué) 2015
[2]仿生超疏水表面濕潤(rùn)性研究及應(yīng)用[D]. 蔣成剛.大連理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]自支撐Cu-MOFs及其衍生材料構(gòu)建的無(wú)酶葡萄糖電化學(xué)傳感器[D]. 葉晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]液滴噴射過(guò)程仿真分析及噴射成型裝置開(kāi)發(fā)[D]. 陳龍.西安科技大學(xué) 2015



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