微流控技術(shù)是在幾十到幾百微米尺度的通道中,進(jìn)行處理和操縱納升甚至更小體積液體的一種新興技術(shù)。近年來,利用微通道流控結(jié)構(gòu),來實現(xiàn)納升級甚至更小體積液體的混合及應(yīng)用,是微流控技術(shù)發(fā)展的一個重要方面。微流控微混合液體的操控能力已經(jīng)吸引了眾多研究者利用其來合成微納米粒子,并取得了一定的成果。本論文采用簡易的微絲模塑法設(shè)計和制作側(cè)壁溝通式T型交叉微圓通道裝置,探討這種構(gòu)型特點的微流動裝置的混合效果及應(yīng)用于粒子合成的可能性。 首先,基于基于微絲模塑法工藝簡約的特點,設(shè)計并加工制作出T型交叉的微圓通道裝置,這種裝置的通道特點是在兩通道交叉處具有側(cè)壁溝通通孔結(jié)構(gòu),這種通道的幾何結(jié)構(gòu)可使流過的流體發(fā)生收縮、放大、轉(zhuǎn)向的預(yù)期行為。 為了考察流體通過上述通道結(jié)構(gòu)的流動行為,論文從數(shù)值模擬和流體示蹤實驗兩條途徑展開定量研究。數(shù)值模擬實驗中,我們對直徑為100μm,80μm和60μm的微圓通道進(jìn)行了模擬,并采取變化的微通道中心軸間距d來模擬真實的微混合通道。通過分析微圓通道的速度矢量,我們得出結(jié)論,直徑為80μm的T型微圓通道在中心軸間距d取70μm時,微圓通道溝通通孔處的速度矢量有著明顯的紊亂度。 流體示蹤實...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 問題的提出及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微混合技術(shù)及數(shù)值模擬
        1.2.2 基于微混合的微納米粒子合成
        1.2.3 微納米粒子的應(yīng)用
    1.3 研究目的、內(nèi)容和技術(shù)路線
2 微圓通道裝置的制作
    2.1 微流控芯片的制作材料和工藝
        2.1.1 芯片制作材料
        2.1.2 微芯片制作工藝
    2.2 微絲模塑工藝制作微圓通道
        2.2.1 芯片制作方法
        2.2.2 其他多種結(jié)構(gòu)通道的制作
        2.2.3 T 型微圓混合通道的制作
    2.3 實驗平臺介紹
    2.4 小結(jié)
3 T 型微圓通道的混合效果模擬
    3.1 引言
    3.2 基于Gambit-Fluent 軟件的數(shù)值模擬
        3.2.1 軟件模擬流程
        3.2.2 T 型通道的建模
        3.2.3 數(shù)值模擬結(jié)果
    3.3 流體示蹤模擬實驗
        3.3.1 實驗步驟
        3.3.2 實驗結(jié)果分析
    3.4 小結(jié)
4 微流動混合合成微米粒子
    4.1 實驗方法
    4.2 微流動混合反應(yīng)的最佳條件探索
        4.2.1 影響粒子合成的因素
        4.2.2 實驗結(jié)果分析
    4.3 微混合合成粒子表征
        4.3.1 粒子表征方法
        4.3.2 粒子表征結(jié)果分析
    4.4 小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 論文完成的主要工作以及創(chuàng)新點
    5.2 進(jìn)一步的研究建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
    B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目



本文編號：3898877