电渗泵和包括该电渗泵的流体泵送系统技术方案

提供了一种电渗泵以及包括该电渗泵的流体泵送系统，所述电渗泵包括：膜；提供在膜的一个表面上的第一电极，所述第一电极包括多孔载体和在多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体；以及提供在膜的另一个表面上的第二电极，所述第二电极包括多孔载体和在多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体。

Electroosmotic pump and fluid pumping system including the electroosmotic pump

An electroosmotic pump and a fluid pumping system including the electroosmotic pump are provided. The electroosmotic pump includes a membrane, a first electrode on one surface of the membrane, a first electrode comprising a porous carrier and an electrochemical reaction material formed on the porous carrier, the porous carrier comprising an insulator, and a second electrode provided on another surface of the membrane, the second electricity. The electrode comprises a porous carrier and an electrochemical reaction material formed on the porous carrier, the porous carrier comprises an insulator.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电渗泵和包括该电渗泵的流体泵送系统
本专利技术涉及电渗泵和包括该电渗泵的流体泵送系统。
技术介绍
电渗泵为利用当电压施加至毛细管或多孔分离膜的两端而出现的流体运输现象的泵。因此，当使用电渗构成泵时，用于电压施加的电极基本上用在毛细管或多孔分离膜的两端。常规上，化学上稳定的铂经常用作电极材料。但是，铂对于水，具有低的氢超电势，并且因此当在多孔分离膜的两端实际施加数伏特或更高的电势差时，在阴极产生氢气，并且气体产生成为限制电渗泵商业化的一个因素。已经通过将能够氧化和还原的材料引入电极，代替水的电解反应，解决了在电极处通常出现的气体产生的问题，并且银(Ag)/氧化银(AgO)、MnO(OH)、聚苯胺等用作电化学反应的材料。同时，用于电渗泵的电极必须同时能够引起电化学反应并且使得工作流体(例如，水)穿过。因为电极必须同时提供用于电化学反应的位点和使得工作流体自由穿过，所以呈现高孔隙率的碳纸和碳织物已经广泛地用于电极，并且通过将电化学反应材料(例如，银(Ag)/氧化银(AgO)、MnO(OH)、聚苯胺等)电沉积或涂布至碳材料的表面的方法而制造的那些电极已经被广泛地施用。但是，通过将电化学反应材料电沉积或涂布至多孔碳电极(例如，碳纸电极或碳织物电极)的方法制造的这些电极具有极具挑战性的问题，在于随着电渗泵重复操作，电沉积或涂布在电极上的电化学反应材料被消耗并且分离，使得碳电极表面被暴露，并且在暴露的碳电极表面上出现新的电化学反应(例如，水的电解)，作为副反应，从而快速增加了电渗泵的功率消耗。当出现这种现象时，在电渗泵使用电池的情况下，明显缩短了其使用的时间。当泵应用于待连接至人体或可穿戴医学设备的贴片型药物递送设备时，在确定实际应用时，泵的运转需要的电力是一个重要因素。另外，随着对于通过在人体内侧植入小泵而递送药物的方法逐渐感兴趣，对于可稳定转运而没有任何副反应的电渗泵的兴趣逐渐增加，并且因此，正在进行对于改善电渗泵的稳定性、寿命特性和效率的研究。
技术实现思路
技术问题在示例性实施方式中，本专利技术提供了电渗泵，其中没有由于出现电化学反应材料的消耗或分离造成的副反应，即使在长时间运转之后，并且因此不出现随后电流消耗和功率消耗的增加，因此具有优异的稳定性、寿命特性和效率。在另一示例性实施方式中，本专利技术提供了流体泵送系统，所述流体泵送系统包括电渗泵。技术方案在示例性实施方式中，本专利技术提供了电渗泵，所述电渗泵包括：膜；提供在膜的一个表面上的第一电极，所述第一电极包括多孔载体和在多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体；以及提供在膜的另一个表面上的第二电极，所述第二电极包括多孔载体和在多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体。绝缘体可包括选自由以下组成的组中的至少一种：不显示导电性的陶瓷、不显示导电性的聚合物树脂、不显示导电性的玻璃和其组合。不显示导电性的陶瓷可包括选自由以下组成的组中的至少一种：岩棉、石膏、陶瓷、水泥和其组合。不显示导电性的聚合物树脂可包括选自由以下组成的组中的至少一种：合成纤维，所述合成纤维选自由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈和其组合组成的组中；天然纤维，所述天然纤维选自由羊毛、棉花和其组合组成的组中；海绵；源自生物有机体的多孔材料；和其组合。不显示导电性的玻璃可包括选自由以下组成的组中的至少一种：玻璃丝、玻璃粉、多孔玻璃和其组合。多孔载体可具有非织物、织物、海绵或其组合的形状。多孔载体可具有约0.1μm至约500μm的孔径。多孔载体可具有约5％至约95％的孔隙率。电化学反应材料可包括选自由以下组成的组中的至少一种：银/氧化银、银/氯化银和其组合。在另一示例性实施方式中，本专利技术提供了流体泵送系统，所述流体泵送系统包括电渗泵。有益效果根据示例性实施方式的电渗泵的优势在于没有由于出现消耗或分离电化学反应材料而引起的副反应，即使在长时间运转之后，并且因此不出现随后电流消耗和功率消耗的增加，从而能够改善稳定性、寿命特性和效率，同时因为不使用高成本的碳电极(例如，碳纸电极、碳织物电极等)降低了制造成本。附图说明图1是图解根据本专利技术的示例性实施方式的电渗泵的示意图。图2A和图2B是图解根据本专利技术的示例性实施方式的电渗泵中的可逆电极反应，和随后离子和流体的移动的示意图。图3是根据本专利技术的示例性实施方式的电渗泵的分解透视图。图4是图3中阐释的电渗泵的横截面图。图5是根据实施例1制造的电极的电子显微镜图。图6是实施例2中制造的电渗泵14小时的时间的电流特性曲线。图7是比较例2中制造的电渗泵10分钟的时间的电流特性曲线。图8是比较例2中制造的电渗泵14小时的时间的电流特性曲线。具体实施方式下文，将详细描述本专利技术的示例性实施方式，从而本领域技术人员可容易参考附图对其进行实施。但是，本专利技术可具体化为许多不同的形式，并且不限于本文所述的这些实施方式。附图中，为了清楚，放大了层、区域等的厚度。遍及说明书，相同的参考数值指示相同的要素。当层、膜、涂层等的一部分被称为“在”另一组成要素“上”时，其不仅仅包括“在”另一组成要素的“顶部上”的情况，而且也包括其中另一组成要素设置在它们之间的情况。遍及说明书，当部件“包括”某些组成要素时，意思是该部件可包括其他组成要素，而不排除其他组成要素，除非另外特别指出，并且“组合”意思是混合、聚合或共聚合。下文，将参考图1至图4解释根据本专利技术的示例性实施方式的电渗泵。图1是图解根据本专利技术的示例性实施方式的电渗泵的示意图。参考图1，电渗泵100包括膜11；提供在膜11的一个表面上的第一电极13，所述第一电极13包括多孔载体和在多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体；以及提供在膜11的另一个表面上的第二电极15，所述第二电极15包括多孔载体和在多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体。第一电极13和第二电极15连接至电源供应部件17。第一电极13和第二电极15可连接至电源供应部件17，例如，通过导线，但是连接方式不限于此，只要它们可电连接。膜11安装在流体路径部件19和19'中，流体穿过其而移动，并且膜11可具有多孔结构，以确保流体和离子穿过其移动。膜11可为通过加热烧结球形二氧化硅制造的玻璃料型(frit-type)膜，但是膜不限于此，并且可使用任何材料，比如通过电动电势可引起动电现象的多孔二氧化硅或多孔氧化铝。膜的形成中使用的球形二氧化硅具有的直径可为约20nm至约500nm，尤其约30nm至约300nm，和更尤其约40nm至约200nm。当球形二氧化硅的直径在上述范围内时，电渗泵可能够产生较大的压力。膜11具有的厚度可为约20μm至约10mm，尤其约300μm至约5mm，和更尤其约1000μm至约4mm。当膜11的厚度在上述范围内时，膜可呈现足够的强度，以经受电渗泵的制造、使用或储存期间施加的机械冲击，并且其也可呈现足够的流量，以用作用于药物递送的泵。第一电极13和第二电极15分别包括多孔载体和在多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体。具体地，分别包括在第一电极13和第二电极15中的包括绝缘体的多孔载体可彼此相同或不同，并且分别包括在第一电极13和第二电极15中的电化学反应材料可彼此相同或不同。第一电极13和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电渗泵，所述电渗泵包括：膜；提供在所述膜的一个表面上的第一电极，所述第一电极包括多孔载体和在所述多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体；以及提供在所述膜的另一个表面上的第二电极，所述第二电极包括多孔载体和在所述多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.28 KR 10-2016-00811461.一种电渗泵，所述电渗泵包括：膜；提供在所述膜的一个表面上的第一电极，所述第一电极包括多孔载体和在所述多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体；以及提供在所述膜的另一个表面上的第二电极，所述第二电极包括多孔载体和在所述多孔载体上形成的电化学反应材料，所述多孔载体包括绝缘体。2.根据权利要求1所述的电渗泵，其中，所述绝缘体包括选自由以下组成的组中的至少一种：不显示导电性的陶瓷、不显示导电性的聚合物树脂、不显示导电性的玻璃和其组合。3.根据权利要求2所述的电渗泵，其中，所述不显示导电性的陶瓷包括选自由以下组成的组中的至少一种：岩棉、石膏、陶瓷、水泥和其组合。4.根据权利要求2所述的电渗泵，其中，所述不显示导电性的聚合物树脂包括选自由以下组成的组...

【专利技术属性】
技术研发人员：金在珍，宋镛喆，郑钟旭，
申请(专利权)人：艺流有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR