實(shi)驗名稱：基于介電潤濕的(de)低成本數字微(wei)流(liu)控(kong)芯片研(yan)究與應(ying)用(yong)

　　實(shi)驗(yan)目(mu)的(de)(de)：搭建數(shu)字(zi)微流(liu)控系統(tong)的(de)(de)硬件(jian)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)，對(dui)系統(tong)電源(yuan)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)和(he)電路控制(zhi)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)進行(xing)了選擇，然(ran)后制(zhi)備兩種(zhong)不同電極(ji)材(cai)料的(de)(de)低成本DMF芯片：以聚對(dui)苯二甲酸乙(yi)二脂（PET）為基(ji)底，通過(guo)激光(guang)刻蝕技(ji)術(shu)制(zhi)作(zuo)基(ji)于ITO金屬電極(ji)的(de)(de)DMF芯片；通過(guo)絲網印刷技(ji)術(shu)，以聚酯薄膜(mo)和(he)無紡布為基(ji)底制(zhi)作(zuo)碳(tan)油墨電極(ji)的(de)(de)DMF芯片。硬件(jian)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)與DMF芯片構成數(shu)字(zi)微流(liu)控系統(tong)，實(shi)現芯片上液(ye)滴(di)的(de)(de)移(yi)動(dong)、合(he)并，證明系統(tong)的(de)(de)可行(xing)性，最后對(dui)運動(dong)的(de)(de)液(ye)滴(di)進行(xing)受力(li)分析。

　　測試設備：ATA-2161高(gao)壓(ya)放大器、函數信(xin)號發生器、繼(ji)電器、示(shi)波器、單片機(ji)等。

　　實驗過程：

　　圖1：數字微流控系統圖

　　數(shu)字微(wei)流(liu)控(kong)(kong)系統由三部(bu)(bu)分(fen)組(zu)成：電源裝置、電路控(kong)(kong)制裝置以及數(shu)字微(wei)流(liu)控(kong)(kong)芯(xin)片(pian)，數(shu)字微(wei)流(liu)控(kong)(kong)系統的(de)設計與搭建(jian)就是把(ba)這三部(bu)(bu)分(fen)連接，通(tong)(tong)過精準控(kong)(kong)制輸送(song)到芯(xin)片(pian)電極上(shang)交流(liu)電信號的(de)通(tong)(tong)斷，來驅動芯(xin)片(pian)上(shang)的(de)液滴進行研究，示意(yi)圖(tu)如圖(tu)1所示。

　　由介電潤濕(shi)原理可知，對芯(xin)片(pian)上的(de)(de)(de)(de)電極(ji)施加高(gao)電壓時，能(neng)夠(gou)誘(you)導液(ye)滴(di)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)界面(mian)張力(li)梯度使得(de)疏水處理后的(de)(de)(de)(de)液(ye)滴(di)進行移動。通(tong)過單片(pian)機輸入的(de)(de)(de)(de)時序，來控制繼電器傳送(song)到芯(xin)片(pian)電極(ji)上的(de)(de)(de)(de)交(jiao)流(liu)(liu)電信號(hao)的(de)(de)(de)(de)通(tong)斷(duan)。經由函數發(fa)生器和高(gao)壓放(fang)大器放(fang)大的(de)(de)(de)(de)輸出(chu)交(jiao)流(liu)(liu)電壓為300Vrms，頻率1kHz。

　　實驗結果：

　　實(shi)驗選擇的液(ye)(ye)滴(di)是體積8μL的去離子水溶液(ye)(ye)，在輸入交(jiao)流(liu)電壓300Vrms，正弦波(bo)頻率(lv)1kHz的情況下(xia)，通過(guo)延時時序設置(zhi)電極通斷(duan)時間為2s，即液(ye)(ye)滴(di)在芯片上移(yi)(yi)動到下(xia)一個位(wei)置(zhi)需要2s。經過(guo)實(shi)驗，數字微(wei)流(liu)控(kong)芯片實(shi)現了液(ye)(ye)滴(di)的移(yi)(yi)動和融(rong)合，如圖2所示。

　　圖2：液滴的(de)移動

　　高壓放大器(qi)推薦：ATA-2161

　　圖：ATA-2161高壓放大器指標參數

　　帶寬：（-3dB）DC~150kHz

　　電壓：1600Vp-p（±800Vp）

　　電流：40mAp

　　功率：32Wp

　　壓擺(bai)率：≥534V/μs

　　應用：超(chao)聲(sheng)(sheng)測(ce)試、無損檢測(ce)、驅動壓電(dian)陶瓷(ci)、介電(dian)電(dian)泳細胞分選、超(chao)聲(sheng)(sheng)霧(wu)化、超(chao)聲(sheng)(sheng)聚焦

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