第19卷第12期 2011年12月
文章编号
1004-924X(2011)12-2919-08
光学精密工程
Optics and Precision Engineering
微通道内台阶阀截止过程中的
毛细流动动态效应张平1,3，徐磊1.2*，邓永波1,2
Vol. 19No.12
Dec. 2011
（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春130033；
2.中国科学院研究生院，北京100039；3.中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，江苏苏州215163）摘要：分析了由亲/疏水性不同壁面组成的微通道内毛细流动的动态效应对台阶阀截止功能的影响和在台阶阀截止过程中毛细流动动态效应与台阶阀前微通道长度的关系，根据毛细被动阅的工作原理和能量守恒原理，得出台阶阀有效截止时，台阶阅前微通道临界长度的计算公式。通过数值仿真得到临界长度所对应的计算长度，当台阶阅前微通道实际长度大于等于计算长度时，台阶阀即可有效截止，用聚二甲基硅氧烷（PDMS）和驶璃为材料键合制作微流控芯片，在三面疏水、一面亲水的矩形微通道内进行了台阶阀截止实验。对于深度为40μm，宽度为200～400μm的系列微通道，台阶阀前微通道的计算长度为4.5316～10.081μm，在台阶阅前微通道实际长度为10～2000μm的微流控芯片内进行的台阶阀截止实验表明，即使台阶阀前微通道实际长度为10μm，台阶阀也能有效截止毛细流动。因此，在微通道内台阶阔截止过程中毛细流动的动态效应可以忽略。
关键调：毛细流动；微通道；台阶阅，动态效应
中图分类号：TH703;TH134.1
文献标识码：A
doi;10.3788/OPE.20111912.2919
Dynamiceffectinprocessofstoppingcapillary
bystepvalveinmicrochannel ZHANG Ping'-3,XU Leil-2,DENG Yong-bo'-2
(l.StateKeyLaboratoryofAppliedOptics,ChangchunInstituteof Optics,
FineMechanics andPhysics,ChineseAcademy of Sciences,Changchun130033,China 2.GraduateUniversityof ChineseAcademy of Sciences,Beijing100039,China;
3.Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology
ChineseAcademyof Sciences,Suzhou215163,China)*Correspondingauthor,E-mail:ru123lei123@163.com
Abstract: The relationship between the dynamic effect of a capillary and the length of microchannel in front of a step valve was researched,then the influence of dynamic effect in the process of stopping the capillary in microchannel formed by hydrophobic and hydrophilic walls on the step valve was analyzed. According to the working principle of the passive valve of capillary and energy conservation law, the critical length in front of the step valve was calculated when the step valve stoped the capillary. The
收稿日期：2011-04-14；修订日期：2011-05-18.
基金项目：国家863高技术研究发展计划B类资助项目（No,2006AA04Z367)；国家863高技术研究发展计划重点
资助项目（No.2007AA042102，No,2006AA042358)