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基于微泡共振的快速微流体声学混合方法研究  
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【英文篇名】 Microbubble oscillation induced acoustic micromixing in microfluidic device
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【作者】 赵章风; 张文俊; 牛丽丽; 孟龙; 郑海荣;
【英文作者】 Zhao Zhang-Feng; Zhang Wen-Jun; Niu Li-Li; Meng Long; Zheng Hai-Rong; Key Laboratory of E&M; Ministry of Education and Zhejiang Province; Zhejiang University of Technology; Paul C Lauterbur Research Center for Biomedical Imaging; Institute of Biomedical and Health Engineering; Shenzhen Institutes of Advanced Technology; Chinese Academy of Sciences;
【作者单位】 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室; 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所劳特伯生物医学成像研究中心;
【文献出处】 物理学报 , Acta Physica Sinica, 编辑部邮箱 2018年 19期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 生物医学超声; 单微泡; 振动; 声微流;
【英文关键词】 biomedical ultrasound; single microbubble; oscillation; microstreaming;
【摘要】 微流体在生物医学、化学工程等领域应用广泛,并具有重大意义.在预处理中,液体混合也是关键且最为必要的前序.为了提高微流控腔道内液体混合的效率,本文提出基于单微泡振动的声学混合器,通过微泡共振,产生声微流,声微流形成的剪切力将在流体中产生微扰动,实现液体的混合.设计了底面直径为40μm的微孔结构,由于液体表面张力作用形成微泡,在共振频率为165 kHz的压电换能器激励下,气泡发生共振产生声微流.通过对压电换能器输入不同能量,获取混合液体的最优参数,可在37.5 ms内实现混合效果,混合均匀度达到92.7%.本文设计的单微泡振动混合器结构简单、混合效率高、混合时间短、输入能量低,可为生物化学等方面的研究提供强有力的技术支撑.
【英文摘要】 Microfluidic is of great significance for biomedical research and chemical engineering. The mixing of liquids is an essential and necessary procedure for the sample preparation. Due to the low Reynolds number, laminar flow is dominant in a microfluidic channel and it is difficult to mix the fluids in the microchannel quickly and effectively. To improve the mixing efficiency of the liquids in microfluidic channels, we develop an acoustic mixer based on single microbubble oscillation. By designing the cylinde...
【基金】 国家自然科学基金(批准号:11674347); 中国科学院青年创新促进会(批准号:2018393); 广东省自然科学基金(批准号:2017B030306011); 深圳市基础研究学科布局(批准号:JCYJ20160429184552717)资助的课题~~
【更新日期】 2018-10-29
【分类号】 O32;O35
【正文快照】 量形成声流,利用声流剪切力作用混合液体,这种1引言混合方法无需改变液体的原有性质,极具吸引力.然而,流体吸收声波能量的效率较低,利用声流效快速混合层流状态液体是微流控系统样品预应混合液体往往需要较大能量,而超声导致的热效处理的重要组成部分[1-4],由于液体在微尺度容?

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