声表面波微流控液滴生成技术研究进展

微液滴是一种十分优秀的微反应器,在化学合成、生物检测及细胞研究等领域应用广泛。近年来,声表面波微流控技术发展迅速,在微液滴制备中具有重要应用前景。首先简单回顾了微液滴和声表面波微流控的研究发展历程,然后重点介绍了声表面波微流控液滴生成的工作原理、器件结构、液滴生成过程及工艺参数等;同时介绍了声表面波微流控核壳微液滴的可控生成机理及其制造过程。最后总结并展望了该技术在生化检测、生物3D打印等领域的应用前景。     

微流控芯片的键合技术与方法

键合是将组成微流控芯片的基片和盖片以某种方式结合在一起,从而形成封闭的微通道的一种装配方法。键合质量直接影响到微通道中流体的运动形态,从而影响检测效果,因此键合是微流控芯片制作过程中非常重要的环节。综述了现有的微流控芯片键合技术和方法,分析了各种键合技术和方法在键合质量、键合效率以及操作简便性等方面的特点,为不同材质、不同应用领域的微流控芯片选择适用的键合方法提供了技术指南,对键合技术的未来发展进行了分析和预测。     

微流控技术在机械工程-生命科学交叉领域的应用

以微流控技术为研究对象,介绍了微流控芯片的制备材料及工艺,阐述了微流控技术在生命科学交叉领域的应用,主要从生物检测、体外结构仿生制造及可控释放的药物载体制备三方面展开介绍;从芯片结构设计及制备、功能模块集成、过程调控等方面入手,探讨了所涉及的关键技术;展望了微流控技术在机械工程-生命科学交叉领域的应用前景。     

玻璃微流体器件制备仪的设计研究

微流控系统在很多应用场合需要采用透明材质,针对玻璃材料在加热到半熔融状态时可以塑形,设计了水平式的微流体器件制备仪.样机经实验后,可以制作出微米级的玻璃微针、微管道等器件.该制备仪结构简洁、成本较低、操作简单.     

大面积纳米压印技术及其器件应用

大面积纳米压印技术是一种利用模板压印方法大规模制备大面积微纳米结构的图形化技术,具有重复性好、成本低及结构分辨率高等优点.对各类聚合物及介质的快速结构成型使得大面积纳米压印技术在制备微纳光学、光电器件方面具有独特的优势,可应用于发光二极管、显示器、增强现实光波导及微流控芯片等众多领域,并在纳米技术商业化中发挥关键作用....     

基于CO_2激光雕刻机的微流控分析芯片快速制造系统的研究

本文介绍一种在对现有微流控芯片加工方法进行综述的基础上,利用激光雕刻加工微流控芯片的方法。基于CO2激光雕刻机控制器原理及图像处理理论,开发研究针对BMP图像文件格式适用于激光雕刻的软件,通过图形处理生成加工路径文件后,经过再处理得到插补数据,利用半步偏差-几何最优法插补程序实现对X,Y轴步进电机和激光电源的控制,从而实现雕刻加工,将激光雕刻加工出的盖片和基片进行键合,从而制作出微流控芯片。     

微流控器件金属镍模具的电铸制作

提出了一种微流控器件金属镍模具的制作方法。首先应用凸角补偿技术以各向异性湿法腐蚀硅得到呈凹图案的硅基阴模,再在硅基上电铸制作镍阳模。以此阳模为模具经过浇模、键合批量制作PDMS微流控器件。结果表明镍模具的平整度高,其表面算术平均粗糙度为0.725μm。多次复制得到的微流控器件重现性好,一致性高,其沟道的下底宽度、上顶宽度和深度的相对标准偏差(RSD)分别为1.70%、2.29%和5.31%。     

集成Pt电极电化学微流控芯片制作工艺研究

研究了一种集成Pt电极的安培型电化学微流控芯片的制备方法.在清洗后的SODA-LIME玻璃上涂敷正性光刻胶光刻,显影后开窗于微电极图形部分,利用射频溅射台溅射Pt后,采用剥离的方法得到Pt微电极.在另一玻璃基片上采用湿法腐蚀的方法得到微通道.微电极与微通道出口的对准工艺在自行研制的立体显微镜下完成,对准后的芯片在马弗妒中热键合,获得集成Pt电极的玻璃电化学微流控芯片.     

微流控技术制备液滴可视化实验观测教学平台设计

液滴微流控技术是物理、化学、材料以及生物医学等多学科交叉领域的前沿研究热点。为了满足研究生、本科生开展微流控相关教学需求,本文设计并搭建了微流控技术制备液滴可视化实验教学平台,展示了挤压式和滴式两种流型的相界面演化过程并分析其内在流体动力学机理,使课堂教学实现高层理论和基础性认知的层次化结合,帮助学生深入理解和认识流体力学高度抽象的理论,推动微流控相关学科实验教学方法的改革。     

基于CSIW加载开口圆环的增强型微流传感器

针对微流传感器小型化、高灵敏度的性能要求，利用微扰理论，提出了一种基于圆形基片集成波导(CSIW)加载开口圆环的增强型微流传感器。传感器加载开口圆环后，工作频率从3 GHz降到1.6 GHz,相对频率偏移量增加54%。建立了传感器的等效电路模型并根据简化电路模型解释了微流检测的工作原理。实验结果表明：设计的传感器对乙醇溶液的测量误差小于3%,对葡萄糖浓度的测量误差小于6 mg/mL,在微流检测领域具有很好的应用前景。     

典型微管道流场数值模拟与Micro-PIV检测研究

针对微流体器件中几种典型微管道进行了理论与试验研究,采用CFD流场仿真技术对压力驱动方式下90°折管、突然扩散管、弯管三种流道的流态进行数值模拟,重点介绍了电渗驱动的流场仿真技术,并以十字交叉微管道为对象进行电渗流场仿真;同时采用玻璃微加工工艺制造了上述四种微流道模型,并通过Micro-PIV技术对其相应条件下的流场进行试验测试,并定量对比与分析了仿真与试验结果,结论显示Micro-PIV是适合于微米级流场检测的最有效试验手段之一,同时通过试验也验证了N-S方程在微米级流场数值计算中是依然适用的。     

图书馆自动化门禁系统的关键技术与解决方案

根据图书馆门禁系统的发展现状,分析了图书馆门禁系统所面临的若干技术问题,论述了图书馆自动化门禁系统研发过程中所涉及的身份识别技术、闸机控制技术、网络通信技术和数据库接口技术等关键技术,并提出相应的解决方案和部分实现案例。由此,为解决图书馆门禁系统所面临的技术问题和系统发展提供理论支持。     

基于粒子群的信道估计方法

针对非线性信道精确估计的问题,将随机集和粒子群理论技术应用到信道估计算法中,提出了基于离散二进制粒子群的信道估计方法,并利用Matlab对该算法进行了仿真与评价.仿真研究结果表明,该算法能够获得较为精确的信道估计,同时,该方法适用于任何能用状态空间模型以及传统卡尔曼滤波表示的非线性系统.     

基于增材制造的Y形流道压力损失建模研究

增材制造技术因其能够成形复杂结构而适用于高集成轻量化的液压系统,但增材制造成形流道的壁面粗糙度与传统钻削及铸造加工的流道不同,尤其是复杂管路系统中的流道分支结构,经典压力损失计算模型无法直接使用,迫切需要研究增材制造成形流道的压力损失数学模型。因此,以典型的流道分支结构——Y形流道为研究对象,应用伯努利方程、动量定理及达西公式建立其压力损失数学模型,并得到增材制造的成形角度对流道壁面粗糙度的影响。利用仿真分析分流比、分支角度及流道直径对压力损失的影响规律,初步验证Y形流道压力损失数学模型的准确性。搭建Y形流道压力损失测试试验台,利用增材制造加工Y形流道测试件,测定不同分流比、分支角度及流道直径下的流道压力损失。结果表明,不同参数下Y形流道压力损失数学模型计算结果与仿真分析结果平均误差均在9%之内,而不同参数下Y形流道压力损失数学模型计算结果与试验测试结果平均误差均在8%之内。研究成果可为增材制造成形低损耗管路的设计奠定基础。     

基于LabVIEW的数据采集与信号处理系统的设计

以计算机和PCI-MIO-16E-4数据采集卡为主要硬件,LabVIEW8.20为软件开发平台,采用虚拟仪器技术及信号处理技术构建了能够实现信号采集与信号处理的多功能虚拟仪器系统.系统可实现单、双通道数据采集、信号产生、信号处理等功能,并详细地介绍了该仪器各个部分的软件设计.     

驱动电压波形修圆对微流体脉冲惯性力和驱动效果的影响

介绍了微流体脉冲驱动-控制技术,分析了微流体脉冲驱动-控制过程,指出在这一过程中影响微流体流动的主要因素是微流道固壁加速度和流体内部的黏性力。采用"椭圆修圆法"对方波驱动电压进行修圆,针对修圆点的位置决定微流体的驱动方向,获得了不同修圆位置和修圆系数的驱动电压修圆波形。通过实验探索了波形修圆对微流道固壁运动加速度、微流体脉冲惯性力和流体驱动效果的影响规律并进行了机理分析。所得流体体积流量可在0～15.4pl/min连续变化,远小于现有的微流体驱动技术。本文的研究成果可为微流体脉冲驱动-控制技术在微流体系统中的进一步应用提供参考。     

一种航空液冷机箱集成制造工艺技术

文中以一种兼有“蛇形水道”和“深孔水道”的航空液冷机箱作为实例,进行集成制造工艺研究.从工艺方法选择、材料选择及工艺流程三个方面进行论述,确定水道和机箱成形工艺方案.对总体工艺方案、水道成形工艺方案、机箱成形工艺方案等方面中的关键工艺技术进行了详细分析,针对研制过程中出现的问题,提出了具体有效的解决方案.通过对研制结果的分析,验证了上述工艺方案的可行性.     

U型动态电子汽车衡结构设计与分析

目前电子汽车衡产品主要以工字钢、槽钢和工字钢槽钢搭配三种结构为主,其突出缺点是成本较高。利用Ansys有限元技术对现有某动态电子汽车衡产品提出七种结构改进方案:工字钢槽钢混合搭配结构(数量和方位调整)、槽钢结构(数量和方位调整)、钝角U型钢结构、直角U型钢结构、X型钢结构、角铁纵筋U型钢结构和横隔板U型钢结构。经过理论分析、有限元分析及实际测量验证,并最终采用高250mm、厚6mm、钝角105°的U型型钢结构方案。该改进产品性能高、重量轻和成本低,市场应用前景广阔。     

数字式多通道语音通信记录的一种新方法

传统的多通道通信记录设备是由模拟磁带机或数字磁带机构成，设备庞大复杂，价格高昂。随着语音压缩技术迅猛发展，码激励线性预测语音编码（CELP）、多带激励语音编码（MBE），都能在低比特率下，获得和市内电话长途电话大致相同的话音质量。因此，以PC机和海量存储器（硬盘）为核心，以软件为主体的全数字式多通道语音通信记录设备应运而生。叙述了方案的构成，实现该方案的关键技术和开发的实验样机的初步结果。     

面向多余物防控的雷达冷板流道加工工艺改进

雷达冷板由冷板基体和盖板焊接形成,内部流道狭长,流道清洁度和底部孔口加工精度要求较高。对冷板流道的流场进行仿真,确认冷板和盖板焊接后流道内局部流速较低,流场紊乱,存在旋涡现象,多余物很难完全通过水压冲洗排出。以多余物防控为目的,对雷达冷板流道加工工艺进行了改进,将流道底部孔口加工安排在盖板焊接前,防止加工孔口时引入多余物,加工完成后加装工艺堵头,然后再加工其余特征。实践结果表明,采用改进后的加工工艺,雷达冷板流道内部清洁度得到明显改善,并且焊接热量不会对已加工好的底部孔口精度产生影响。