一种基于表面纳米气泡降低流体流动阻力的微通道制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于表面纳米气泡降低流体流动阻力的微通道。所述微通道硅基底面带有孔状微结构；所述的微通道表面经硅烷化处理具有较好的疏水性；所述的微通道顶面采用玻璃片密封。本实用新型专利技术制作的微通道可以通过改变进出口压力在微孔结构处生成具有不同突出角的纳米气泡，进而实现不同程度的流体减阻效果，提高微流体的传输效率。

A microchannel for reducing fluid flow resistance based on surface nanoscale bubbles

The utility model discloses a micro channel based on surface nano bubbles to reduce fluid flow resistance. The microchannel silicon substrate has a porous microstructure, and the microchannel surface has better hydrophobicity through silanylation, and the top surface of the microchannel is sealed with glass sheet. The micro channel produced by the utility model can generate nano bubbles with different outburst angles at the microporous structure by changing the pressure of the inlet and outlet, and thus achieve different degrees of fluid drag reduction and improve the transmission efficiency of the microfluidic.

【技术实现步骤摘要】
一种基于表面纳米气泡降低流体流动阻力的微通道
本专利技术涉及微流体芯片
，具体是一种基于表面纳米气泡实现降低微流体系统流体流动阻力的微通道。
技术介绍
随着微流体(Microfluidics)技术和微/纳机电系统（Micro/nanoelectromechanicalsystems,MEMS/NEMS）的发展，微/纳米尺度的表面科学技术显得尤为重要。在微/纳米尺度下，流体通道具有较大的表面积体积比，微流体的流动受到材料的表面性质如表面力、疏水性及粗糙度的影响远大于宏观流体所受到的影响，而研究微/纳米尺度下如何实现减小流体流动阻力也具有非常重要的理论意义和实际应用价值。纳米气泡（Nanobubble）是固-液界面上存在的主要气体形态，典型的纳米气泡呈球冠状，高度为几十纳米，接触线直径为几百纳米，由于其具有特殊的性质和广泛的潜在应用而成为界面领域的热点问题。根据固-液界面上气体与滑移长度关系的模型，滑移长度与固-液界面上气体层的厚度成正比。可见，固-液界面上的气体（纳米气泡，纳米气层）将有助于增大流体的滑移长度，减小流动阻力。目前，尽管已经有许多学者研究并证实了纳米气泡具有滑移减阻作用，但都处于实验和理论研究阶段，仍没有任何基于表面纳米气泡实现微流体滑移减阻的应用。因此，制备一种基于纳米气泡实现降低流体流动阻力的微流体通道是纳米气泡在滑移减阻方面走向应用的前提，对于微/纳米通道技术、微流体系统及微/纳机电系统的发展具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于表面纳米气泡实现降低微流体系统流体流动阻力的微通道，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于表面纳米气泡实现降低微流体系统流体流动阻力的微通道。其特征在于所述的一种基于表面纳米气泡实现降低微流体系统流体流动阻力的微通道的结构。包括微通道及微通道底面上的孔状结构。微通道的宽度为200μm，深度为50μm。微通道底面上的微孔结构，其特征在于孔的直径为1.6μm，深度为3μm。微通道采用硅基材料。微通道顶面用玻璃片密封。本专利技术的有益效果是：1）所获得的主通道底面上具有微孔结构，可以通过改变微通道进出口的压力在微孔结构上诱捕到纳米气泡，有助于增大滑移长度，进而降低流体流动阻力；2）整个微通道表面采用OTS进行硅烷化处理，使表面具有很好的疏水性，进一步增加流体的滑移长度，降低流体流动阻力。附图说明图1为一种基于表面纳米气泡减阻的微通道结构示意图。其中，（a）为微通道的主通道；（b）为微通道底面的微孔结构。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1本专利技术实施例中，一种微通道结构，包括微通道及微通道底面上均匀分布的孔状结构；微通道的宽度为200μm，深度为50μm；微通道底面上的微孔，直径为1.6μm，深度为3μm；微通道采用硅基材料，微通道顶面用玻璃片密封；首先采用RCA清洗工艺将硅片清洗干净，随后采用光刻技术和电化学刻蚀技术在硅表面上加工出宽度W=200μm、深度H=50μm的微通道主通道；然后仍然利用同样的技术在通道底面上获得孔的直径为1.6μm、孔深为3μm的孔状微结构；然后利用体积比为1%OTS的无水甲苯溶液进行硅烷化处理；最后将玻璃片覆盖在微通道的上面并利用阳极焊技术密封。所加工的微通道可以通过改变微通道进出口的压力在微孔结构上诱捕到纳米气泡，实现利用纳米气泡降低流体流动阻力的应用。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于表面纳米气泡降低流体流动阻力的微通道，其特征在于所述的微通道及微通道底面上的孔状结构。

【技术特征摘要】
1.一种基于表面纳米气泡降低流体流动阻力的微通道，其特征在于所述的微通道及微通道底面上的孔状结构。2.根据权利要求1所述的一种基于表面纳米气泡降低流体流动阻力的微通道，其特征在于微通道的宽度为200μm，深度为50μm。3.根据权利要求2所述的一种基于表面纳米气泡降低流体流动阻力的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大勇，王立新，董金波，
申请(专利权)人：黑龙江科技大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23