设计了一种多级低压电渗流微泵。该微泵系统主要由直流电源和蚀刻微通道的芯片等部分组成。芯片是在一块硅基片上蚀刻6组尺寸不同的微通道,从而达到提供不同大小的流量和承受不同背压的目的。对芯片的加工工艺流程进行了说明,同时对微泵进行了试验研究。实验结果表明:在低压下,该泵能够驱动通道中的液体。
双电层是电渗流形成的关键因素,通过分析双电层的产生过程,解释了电渗流的形成机制,探讨了与直流电渗流形成相关的Poisson-Boltzmann方程、Laplace方程及Navier-Stokes三个基本控制方程,并建立了与之相关的数学模型。通过对各控制方程边界条件的分析及合理简化,分别对zeta电势、外加垂直电场电势进行了求解和仿真,并且对zeta电势、外加垂直电场电势进行耦合求解,得到了直流电渗流在微通道内的流速表达式,并分析了微流体的特性参数、zeta电势、外加垂直电场电势对电渗流流速的影响,结果显示通过增加zeta电势可以有效降低微通道两端施加的垂直电场电压。
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