微流体系统中的玻璃微管道工艺及其流动特性研究

摘要

一直以来,微流动本身的复杂性以及流动监测手段的局限性制约着微流体系统理论及技术的发展.作者通过标准化的工艺手段制备参数统一的玻璃毛细微管道,并对管道壁面极性进行化学改性处理,降低了流动影响因素的复杂程度,并最终探讨了在mm级流道内的微水流流动的部分特性.毛细微管道的几何标定以及瞬态流速的实时测量均有赖于一套显微图像系统的实现,作者同时探讨了实现下述目标的一些简易手段,即在微管道几何标定过程中通过光路分析及其它方法确立物空间与像空间的精确对应,在微水流流动过程中通过特殊介质标记实时监测流速与流量等.

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注释表

1绪言

1.1微流体系统简介

1.1.1微机电系统技术

1.1.2微流控分析技术

1.1.3微流体系统技术

1.2课题背景及其他

1.2.1课题背景概要

1.2.2数字化微流体系统

1.2.3微流体流动特性研究

2基于玻璃工艺的微管道制备

2.1微细加工技术简介

2.1.1微流体器件及其材质

2.1.2微细加工技术现状

2.1.3微通道芯片的键合

2.1.4玻璃微管道应用特性

2.2玻璃毛细管加工工艺

2.2.1玻璃及硼硅玻璃简介

2.2.2硼硅玻璃的粘温特性

2.2.3玻璃毛细管拉制工艺

2.2.4微管道制备工艺分析

2.3玻璃微管道的精确标定

2.3.1微细尺度测量技术简介

2.3.2玻璃毛细管标定系统

2.3.3玻璃微管道的光学成像

3微管道流动特性分析

3.1微流动理论基础

3.1.1宏观流体基础理论

3.1.2微、宏观流体异同

3.1.3微流边界层理论

3.2微流动尺度效应

3.2.1基本尺度划分范围

3.2.2表面效应

3.2.3范德瓦尔斯力

3.2.4静电力

3.2.5空间位形力

3.3毛细圆管微水流流动

3.3.1毛细圆管微流动分析

3.3.2微流边界层内水的黏度

3.3.3边界层水流Reynolds数

3.3.4毛细圆管微流动阻力

3.4疏水处理的流阻影响

3.4.1玻璃表面的疏水化处理

3.4.2疏水微管道流动实验

3.4.3疏水化流阻特性分析

3.4.4瞬态流速的染色标记法

结论

致谢

参考文献