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题目：超声激励下微液滴中流场的设计及应用
摘要:
微流控技术是当前世界上最前沿的科技领域之一，是融合了物理、化学、微电子学、材料、控制、生物等学科为一体的技术。虽然我国在这个领域起步晚，但是发展非常迅速。国内对于微流控芯片的研究和应用已经较为成熟，并应用于化学和生命科学领域解决了基因导入与分离等一系列难题。由于超声具有操控极小体积流体的功能，利用超声技术对微尺度下的粒子、流体、液滴进行操控具有很高的灵敏度及控制效率，本文针对超声激励源下微液滴流场开展基础研究，进行结构-振动-流场分析，并结合实际探究超声技术在微流控中的应用价值。
关键词：超声激励，微流控技术，流场分析，振动分析
Abstract:
Microfluidic technology is one of the most cutting-edge scientific and technological fields in the world. It integrates physics, chemistry, microelectronics, materials, control, biology and other disciplines. Although our country starts late in this field, it develops very fast. In China, the research and application of microfluidic chip has been more mature, and it has been used in the field of chemistry and life science to solve a series of problems such as gene introduction and separation. Because ultrasound has the function of controlling very small volume fluid, it has high sensitivity and control efficiency to control particles, fluids and droplets in micro scale by using ultrasonic technology. In this paper, the basic research on the flow field of micro droplets under ultrasonic excitation source is carried out, the structure vibration flow field analysis is carried out, and the application value of ultrasonic technology in micro flow control is explored in combination with the actual situation.
Key words: ultrasonic excitation, microfluidic technology, flow field analysis, vibration analysis
前言
微流控技术(microfluidics)是当前世界上最前沿的科技领域之一。它是一个融化学、物理、生命科学、微电子学、材料、计算机等于一体的高度学科交叉的技术，目前主要应用于化学和生命科学领域。微流控技术从采样、样品预处理、反应、分离富集到检测的整个分析过程都可以在微流控芯片上完成，在极大减少样品和试剂用量的同时，提高了样品分析速度，实现分析系统的微型化、集成化和自动化，并且具备低成本、高通量、操作简便等优点。
由于超声波与介质的相互作用，使介质发生物理的和化学的变化，从而产生一系列力学的、热学的、电磁学的和化学的超声效应，研究者们将超声技术引入微流控芯片的键合中，大大提高了其键合效率。超声的特性显然不止这些，于是超声技术应用于微流控芯片的研究正在兴起。
实现超声波功能在单个微流控芯片上的集成一直是微流控技术的发展重点方向之一。超声微流控芯片是一种利用超声波作为外力场的微流控芯片，可以称其为微流控芯片的一个分支。超声激励下微液滴中的流场与微尺度流场中液体的驱动息息相关，因此本研究围绕此课题展开理论分析和流场设计，对超声微流控器件的工作模式进行调整，为探究微尺度流场的作动器提供设计基础。
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