一种基于电活性聚合物的微流体混合器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于电活性聚合物的微流体混合器，其特征在于包括了三个进口管、一个混合室、一个出口管，混合室位于进口管和出口管的中间。所述混合室是一个半径为R，高为H的圆柱体，其中设有被动混合单元；所述被动混合单元由半径为r，宽为d，高为H的四个相同拱形柱体障碍物组成；所述出口管由五个连通管道组成，其中设有主动混合单元；所述主动混合单元中半圆形管道内壁上设有电活性聚合物障碍条，当外加电场时，电活性聚合物障碍条会产生变形，从而带动微流体的运动。本实用新型专利技术的主要优势在于：整个过程一共经历了三次混合，结合了主动和被动的混合方式，混合效果得到显著增强的同时，大大缩短了混合所需的时间。

A microfluidic mixer based on electroactive polymer

The utility model discloses a microfluidic mixer based on an electroactive polymer, which is characterized in that it comprises three inlet pipes, a mixing chamber and an outlet pipe, and the mixing chamber is located in the middle of the inlet pipe and the outlet pipe. The mixing chamber is a cylinder with a radius of R and a height of H, in which a passive mixing unit is provided; the passive mixing unit is composed of four identical arched cylinder obstacles with a radius of r, a width of D and a height of H; the outlet pipe is composed of five connected pipes, in which an active mixing unit is provided; and the active mixing unit is composed of four same arched cylinder obstacles with a radius of r, a width of D and a height An electroactive polymer barrier bar is arranged on the inner wall of a semicircular pipe. When an electric field is applied, the barrier bar of the electroactive polymer will deform, thus driving the movement of the microfluids. The main advantage of the utility model is that the whole process undergoes three mixing times, and the active and passive mixing modes are combined. The mixing effect is significantly enhanced, and the mixing time is greatly shortened.

【技术实现步骤摘要】
一种基于电活性聚合物的微流体混合器
本技术属于微流控技术的领域，具体涉及一种基于电活性聚合物的微流体混合器。
技术介绍
为了在微尺度下流体更好的混合，国内外已有许多文献报道了基于不同原理的多种类型的微流体混合器。但是，微尺度下由于表面积与体积的比值急剧增大，表面力和粘性力的影响占主导地位，惯性的作用大为减弱。因此，微流体在混合器中混合效果不是很好，流动时间也较长。目前微流体混合器大致可分为主动式和被动式两大类。主动式利用外加的激励，周期性地干扰流场以加强分子的扩散和质量的横向运输，其特点是缩短了混合所需要的时间，可控性好，但是需要外部输入能量，而且结构较复杂。被动式利用特殊的微通道或通道中的特殊结构，产生横向质量运输或使流场处于无序的状态，以加强混合效果，其特点是结构简单，但是所需时间长，过程不可控制。所以，从现有微流体混合器的结构和混合性能来看，主动式和被动式两种类型的混合器都可在一定的程度上增强通道中微流体的混合效果，但各有缺点。因此，迫切需要既能提高混合效果，又能减少混合时间的微流体混合器。
技术实现思路
为了克服现有微流体混合器存在的不足，本技术提出一种基于电活性聚合物的微流体混合器，其中设有被动混合单元和主动混合单元，结合了主动式和被动式的优势。本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种基于电活性聚合物的微流体混合器，包括三个进口管、一个混合室、一个出口管。所述三个进口管与混合室连通；所述混合室是一个半径为R，高为H的圆柱体，位于进口管和出口管的中间，混合室中设有被动混合单元；所述出口管与混合室连通，出口管由五个连通管道组成，第一直管道与第一半圆形管道连接，第一半圆形管道与第二直管道连接，第二直管道与第二半圆形管道连接，第二半圆形管道与第三直管道连接；所述出口管中设有主动混合单元。所述被动混合单元由半径为r，宽为d，高为H的四个相同拱形柱体障碍物组成的；所述拱形柱体障碍物在水平方向上结构对称。所述主动混合单元中第一半圆形管道和第二半圆形管道的内壁上均设有电活性聚合物障碍条；所述第一半圆形管道和第二半圆形管道的正上方和正下方设置有金属板。本技术所述一种基于电活性聚合物的微流体混合器的工作原理如下：一种流体从中间进口管进入，另一种流体从两侧进口管进入，两种流体得到初步混合，随后进入混合室后遇到拱形柱体障碍物，会形成涡流，两种流体的混合效果再次得到提高；接着，流体进入了出口管，在外加电场作用下，设置在半圆形管道内壁的电活性聚合物障碍条会产生变形，电活性聚合物障碍条不断的变形不仅会带动微流体的运动，缩短微流体的混合时间，而且能起到改变出口管内部结构的作用，使流体的混合效果又一次得到增强。因此两种流体从微流体混合器入口管进入，经过混合室，从出口管流出，整个过程一共经历了三次混合，结合了主动和被动的混合方式，混合效果得到显著增强。本技术具有实际新颖性，主要优点在于：1.本技术提供的一种基于电活性聚合物的微流体混合器，设有被动混合单元和主动混合单元，结合了主动式和被动式的优势，整个过程经历三次混合，混合效果显著。2.本技术提供的一种基于电活性聚合物的微流体混合器，在外加电场的作用下，半圆形管道内壁上设有的电活性聚合物障碍条会不断的出现大变形，使内部通道的结构不断的进行变化，带动流体的运动，大大缩短了混合所需的时间。附图说明图1是本技术一种基于电活性聚合物的微流体混合器的俯视剖视图。图2是本技术一种基于电活性聚合物的微流体混合器的主视剖视图。图3是图1中的A区域放大视图。图4是图1中的B区域放大视图。图5是图1中的C区域放大视图。附图标记说明：1、基体；2、进口管；3、混合室；4、拱形柱体障碍物；5、出口管；6、电活性聚合物障碍条；7、金属板；21、进口管(1)；22、进口管(2)；23、进口管(3)；51、第一直管道；52、第一半圆形管道；53、第二直管道；54、第二半圆形管道；55、第三直管道。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1-5所示，本技术一种基于电活性聚合物的微流体混合器，包括三个进口管2、一个混合室3、一个出口管5，混合室3位于进口管2和出口管5的中间。所述三个进口管2与混合室3连通；所述混合室3是一个半径为R，高为H的圆柱体，其中设有被动混合单元；所述出口管5与混合室3连通，出口管由五个连通管道组成，第一直管道51与第一半圆形管道52连接，第一半圆形管道52与第二直管道53连接，第二直管道53与第二半圆形管道54连接，第二半圆形管道54与第三直管道55连接；所述出口管5中设有主动混合单元。所述被动混合单元由半径为r，宽为d，高为H的四个相同拱形柱体障碍物4组成的；所述拱形柱体障碍物4在水平方向上结构对称。所述主动混合单元中第一半圆形管道52和第二半圆形管道54的内壁上有电活性聚合物障碍条6；所述第一半圆形管道52和第二半圆形管道54的正上方和正下方有金属板7。本技术所述一种基于电活性聚合物的微流体混合器的工作原理如下：一种流体从中间进口管(1)21进入，另一种流体从进口管(2)22和进口管(3)33进入，两种流体得到初步混合，随后进入混合室3后遇到拱形柱体障碍物4，会形成涡流，两种流体的混合效果再次得到提高；接着，流体进入了出口管5，在外加电场作用下，设置在第一半圆形管道52和第二半圆形管道54内壁的电活性聚合物障碍条6会产生变形，电活性聚合物障碍条6不断的变形不仅会带动微流体的运动，缩短微流体的混合时间，而且能起到改变出口管内部结构的作用，使流体的混合效果又一次得到增强。因此两种流体从微流体混合器入口管2进入，经过混合室3，从出口管5流出，整个过程结合了主动和被动的混合方式，分别经历了三次混合，混合效果得到显著增强。以上所述的实施例为本技术的最佳实施例，但并非用以限制本技术。在不背离本技术原理的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本技术做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本技术所属的权利要求范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电活性聚合物的微流体混合器，其特征在于包括了三个进口管、一个混合室、一个出口管；所述的混合室位于进口管和出口管的中间，是一个半径为R，高为H的圆柱体，混合室中设有被动混合单元；所述出口管由五个连通管道组成，其中设有主动混合单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于电活性聚合物的微流体混合器，其特征在于包括了三个进口管、一个混合室、一个出口管；所述的混合室位于进口管和出口管的中间，是一个半径为R，高为H的圆柱体，混合室中设有被动混合单元；所述出口管由五个连通管道组成，其中设有主动混合单元。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨灿，俞怡超，尹晓红，屠奇瑶，邱菲菲，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33