电渗微泵装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及微流控技术领域，提供电渗微泵装置，包括多孔介质；第一流体微流道，位于多孔介质的第一侧，且在第一流体微流道的端部形成有第一微流道驱动段；第二流体微流道，位于多孔介质的第二侧，且在第二流体微流道的端部形成有第二微流道驱动段；电极微流道，独立于第一流体微流道和第二流体微流道设置，在第一微流道驱动段和第二微流道驱动段之间形成电势差。该电渗微泵装置通过在第一流体微流道和第二流体微流道之间设置多孔介质增大了电渗微泵装置的背压，扩大了其使用范围，流动稳定性好、填充难度小、体积小且易集成。并且可避免因电极和流体接触所引起的电解、气泡和焦耳热的产生，无需考虑气泡对流道堵塞引起的流速减小与流动缓慢。

Electroosmosis micropump device

【技术实现步骤摘要】
电渗微泵装置
本专利技术涉及微流控
，提供一种电渗微泵装置。
技术介绍
微泵是一种可精确控制流体流动的驱动装置，被广泛的应用于药物微量输送、生物化学分析、微反应器、燃料电池、以及微电子冷却中。根据其是否包含运动部件，分为机械式微泵和非机械式微泵。相较于机械式微泵，非机械式微泵有鲁棒性高、可控性好、制作简单、寿命长、以及可连续泵送流体等优点。非机械式泵中的电渗泵具有制作简单、流量连续、流速和方向可调、无运动部件、无机械磨损等特点。因此，电渗泵被广泛的应用于各个领域，尤其是生物、微电子、和高效液相色谱中。电渗泵的工作原理是电渗流现象。微流道中的流体与流道壁面接触时，为保持微流道内的电中性，流道壁面会形成电双层。在外加电场中，电双层中的离子发生定向移动，并带动流道中溶液移动，形成电渗流。电渗泵分为多孔介质填充式电渗泵和微流道电渗泵。多孔介质填充式电渗泵虽具有背压高、流速大等优点，但其流动稳定性差、填充难度大、体积庞大且不易集成。微流道电渗泵虽具有制作简单、流速稳定、加工集成容易等优点，但背压低且适用范围小。此外，传统的电渗泵的电极与被驱动溶液直接接触，电极会发生电解反应，且产生气泡阻碍液体流动。因此，电极常采用铂、铱、银等贵金属，价格昂贵且制作难度大。接触式电极在溶液中产生的焦耳热不仅会升高被驱动液的温度，还会破坏其特性。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。本专利技术的其中一个目的是：提供一种电渗微泵装置，解决现有技术中存在的电渗泵存在的流动稳定性差、填充难度大、体积庞大且不易集成、背压低、适用范围小以及电极直接与被驱动溶液接触带来的系列的问题。为了实现该目的，本专利技术提供了一种电渗微泵装置，包括：多孔介质；第一流体微流道，位于所述多孔介质的第一侧，且在所述第一流体微流道的端部形成有第一微流道驱动段；第二流体微流道，位于所述多孔介质的第二侧，且在所述第二流体微流道的端部形成有第二微流道驱动段；电极微流道，独立于所述第一流体微流道和第二流体微流道设置，在所述第一微流道驱动段和所述第二微流道驱动段之间形成电势差。在一个实施例中，所述电极微流道包括：第一电极微流道，位于所述多孔介质的第一侧，且以所述第一流体微流道为参照对称分布；第二电极微流道，位于所述多孔介质的第二侧，且以所述第二流体微流道为参照对称分布；所述第一电极微流道和第二电极微流道均形成有液态金属入口和液态金属出口，所述第一电极微流道的液态金属入口和液态金属出口均连接电源的高电势端，所述第二电极微流道的液态金属入口和液态金属出口均连接电源的低电势端。在一个实施例中，所述第一电极微流道包括与所述第一微流道驱动段形状相匹配的第一电极微流段，所述第一微流道驱动段与所述第一电极微流段同轴设置；所述第二电极微流道包括与所述第二微流道驱动段形状相匹配的第二电极微流段，所述第二微流道驱动段与所述第二电极微流段同轴设置。在一个实施例中，所述第一微流道驱动段与所述第一电极微流段之间的距离，以及所述第二微流道驱动段与所述第二电极微流段之间的距离均为微米级或者通过微米级别的孔连接。在一个实施例中，所述第一微流道驱动段和所述第二微流道驱动段均呈矩形、圆形、马蹄形、梯形、菱形或异形。在一个实施例中，所述多孔介质为多孔膜。在一个实施例中，所述多孔膜的材料包括聚二甲基硅氧烷、二氧化硅、氮化硅、阳极氧化铝、碳纳米管、树脂材料和多孔硅中的任意一种或者任意多种。在一个实施例中，所述多孔膜的厚度在1nm到5mm之间。在一个实施例中，所述第一流体微流道、第二流体微流道和电极微流道均集成于微流控芯片上。在一个实施例中，所述液态金属为室温条件下液态的汞、镓、镓铟合金、镓铟锡合金、铋、铟、锡、铋铟合金或铋铟锡合金。本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的该种电渗微泵装置，第一流体微流道和第二流体微流道分别位于多孔介质的两侧，进而第一流体微流道和第二流体微流道并未直接连接，通过在第一流体微流道和第二流体微流道之间设置多孔介质增大了电渗微泵装置的背压，扩大了其使用范围。此外，包括流体微流道的该种电渗微泵装置，较之于传统多孔介质填充式电渗泵，其流动稳定性好、填充难度小、体积小且易集成。并且，由于电极微流道与流体微流道中的流体之间并不直接接触，进而可避免因电极和流体接触所引起的电解、气泡和焦耳热的产生，无需考虑气泡对流道堵塞引起的流速减小与流动缓慢。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术电渗微泵装置的剖视示意图；图2是本专利技术实施例一中电渗微泵装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例二中电渗微泵装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例三中电渗微泵装置的结构示意图；图中：1、第一流体微流道；2、第二流体微流道；3、多孔膜；4、第一电极微流道；5、第二电极微流道；6、液态金属入口；7、液态金属出口；8、微流道驱动段；9、电源；10、外接导线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一请参见图1，根据本专利技术的实施例，提供一种电渗微泵装置，包括多孔介质、第一流体微流道1、第二流体微流道2和电极微流道。其中，第一流体微流道1位于多孔介质的第一侧，且在第一流体微流道1的端部形成有第一微流道驱动段(参考附图当中的微流道驱动段8，其中微流道驱动段8包括第一微流道驱动段和第二微流道驱动段)。第二流体微流道2位于多孔介质的第二侧，且在第二流体微流道2的端部形成有第二微流道驱动段。电极微流道独立于第一流体微流道1和第二流体微流道2设置，在第一微流道驱动段和第二微流道驱动段之间形成电势差。其中，“电极微流道独立于第一流体微流道1和第二流体微流道2设置”指代的是电极微流道不直接接触流体微流道(在没有限定的情况下，均指代的是第一流体微流道1和第二流体微流道2)当中的流体。该种电渗微泵装置，第一流体微流道1和第二流体微流道2分别位于多孔介质的两侧，进而第一流体微流道1和第二流体微流道2并未直接连接，通过在第一流体微流道1和第二流体微流道2之间设置多孔介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电渗微泵装置，其特征在于，包括：多孔介质；第一流体微流道，位于所述多孔介质的第一侧，且在所述第一流体微流道的端部形成有第一微流道驱动段；第二流体微流道，位于所述多孔介质的第二侧，且在所述第二流体微流道的端部形成有第二微流道驱动段；电极微流道，独立于所述第一流体微流道和第二流体微流道设置，在所述第一微流道驱动段和所述第二微流道驱动段之间形成电势差。

【技术特征摘要】
1.一种电渗微泵装置，其特征在于，包括：多孔介质；第一流体微流道，位于所述多孔介质的第一侧，且在所述第一流体微流道的端部形成有第一微流道驱动段；第二流体微流道，位于所述多孔介质的第二侧，且在所述第二流体微流道的端部形成有第二微流道驱动段；电极微流道，独立于所述第一流体微流道和第二流体微流道设置，在所述第一微流道驱动段和所述第二微流道驱动段之间形成电势差。2.根据权利要求1所述的电渗微泵装置，其特征在于，所述电极微流道包括：第一电极微流道，位于所述多孔介质的第一侧，且以所述第一流体微流道为参照对称分布；第二电极微流道，位于所述多孔介质的第二侧，且以所述第二流体微流道为参照对称分布；所述第一电极微流道和第二电极微流道均形成有液态金属入口和液态金属出口，所述第一电极微流道的液态金属入口和液态金属出口均连接电源的高电势端，所述第二电极微流道的液态金属入口和液态金属出口均连接电源的低电势端。3.根据权利要求2所述的电渗微泵装置，其特征在于，所述第一电极微流道包括与所述第一微流道驱动段形状相匹配的第一电极微流段，所述第一微流道驱动段与所述第一电极微流段同轴设置；所述第二电极微流道包括与所述第二微流道驱动段形状相匹配的第二电极微...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂林，王荣航，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11