一种微米颗粒装夹装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于微米级别芯片领域，具体公开了一种微米颗粒装夹装置，其装夹方法涉及到了介电泳力。所述的微米颗粒装夹装置为矩形结构，结构包括开放端口、工作电源、接地电压、夹具颗粒。本实用新型专利技术微米颗粒装夹装置的工作过程是：通过开放端口让待装夹颗粒以及夹具颗粒进入矩形装夹装置，矩形装夹装置采用密闭环境，同时其中充满了溶液。接通工作电源后两夹具颗粒受到介电泳力的作用相互向待装夹颗粒靠近，并夹住待装夹颗粒往目的方向移动，实现装夹目的。本实用新型专利技术的优势在于：微米尺度下对颗粒快速无损、准确装夹；装置仅通过施加电场便能实现，装置结构简单，通用性高，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种微米颗粒装夹装置
本技术属于微米级别芯片领域，具体公开了一种微米颗粒装夹装置，其涉及到了在直流电场中运用介电泳力方法进行颗粒的驱动，从而实现夹具颗粒向待装夹颗粒靠拢并且夹住往目的方向移动的过程。本专利技术可用于微米级别的颗粒装夹。
技术介绍
微流控技术是一种以微米级别对流体中的颗粒进行控制为主要特征的新兴科学技术，该技术具有操作方便，对操作颗粒无损，在低成本快速可靠的情况下进行高精度的颗粒操控，适合工厂、科研院所、大专院校等场所使用。现如今微电子系统的发展日益加快，对微米级别的装配要求越来越高，相关产业急需一种能实现大批量，速度快的流水线生产微米级别颗粒的装夹装置。通过该装置可以实现颗粒的快速装夹工艺流程。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种微米颗粒装夹装置，在矩形装置中待装夹颗粒悬浮在溶液中，在它左右两边分别悬浮着夹具颗粒。当装置工作时接通电源，在水溶液中产生了直流电场。在直流电场的作用下夹具颗粒通过介电泳力的作用向待装夹颗粒移动，并且夹住待装夹颗粒向目的方向移动，以实现装夹的过程。本装置可以让单个微米级别颗粒实现装夹并且实现可控性移动。本技术的技术方案是：一种微米颗粒装夹装置，包括开放端口1、开放端口2、工作电源3、接地电源4。在开放端口1上接有工作电源3，提供2V电压；在开放端口2上接接地电源4，提供0V电压，让装夹装置内溶液中产生一个直流电场。矩形结构边长为200μm，宽为200μm，高为200μm的立体矩形结构。立体矩形结构中溶液密度为1000kg/m3的溶液；相对介电常数为80F/m；动力粘度为0.001Pa·s。工作时，夹具颗粒与待装夹颗粒从开放端口1与开放端口2进入立体矩形结构后，工作电源提供2V电压；在立体矩形结构中微米颗粒受到直流电场的作用，同时微米颗粒之间相互作用改变原有均匀电场，在微米颗粒的周围空间中产生非均匀电场。空间非均匀电场与每个微米颗粒中产生的电偶极子发生交互作用，这种交互作用是由微米颗粒电性质的差异和流体媒介引发介电泳力施加于每个微米粒子所引起的，交互作用使粒子受到束缚作用。使两夹具颗粒相互向待装夹颗粒移动，并且夹住待装夹颗粒往目的方向移动。本专利技术的收益在于：相对于其他微米颗粒装夹装置，本专利技术实现微米颗粒的装夹方法为通过介电泳力技术，能够让夹具颗粒在无接触外力的作用下相互靠近，并且柔性的与待装夹颗粒接触实现装夹目的。由于施加的电压低，对微米颗粒损伤较小，适用于生物细胞，微米胶体颗粒以及各种对外力敏感颗粒的装夹。本专利技术工作全过程仅施加电场，此外不需要其他形式能量输入。附图说明图1是所述微米颗粒装夹装置整体结构示意二维图。图2是所述微米颗粒装夹装置工作过程颗粒位移以及流场图。图3是所述微米颗粒装夹装置中待装夹颗粒速度变化曲线图。图4是所述微米颗粒装夹装置中夹具颗粒速度变化曲线图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细说明，但本专利技术的具体实施方式不限于此。一种微米颗粒装夹装置，利用聚二甲基硅氧烷为材料，通过光刻与显影等制造工艺制造SUB模具，并且将聚二甲基硅氧烷材料经固化剂混合后涂覆在模具上，经过加热冷却定型后脱模制得聚二甲基硅氧烷阴膜，然后将经过固化剂混合后的聚二甲基硅氧烷材料涂覆与PC片上，再通过加热固化后脱模制得聚二甲基硅氧烷平板，聚二甲基硅氧烷阴膜与平板配合所得的微结构即为所述微米颗粒装夹装置。具体的，如图1所示，一种微米颗粒装夹装置。包括开放端口1、开放端口2、工作电源3、接地电源4。装夹区域为矩形结构，长为200μm、宽为200μm，高为200μm的立体矩形结构。在矩形结构的开放端口1处接有工作电源3，使矩形结构左边界处产生2V的端电压；在矩形结构开放端口2处接有接地电源4，使自组装矩形结构右边界处产生0V的端电压，让自组装矩形结构中生成直流电场。具体的，如图2所示，微米颗粒装夹装置工作过程颗粒位移以及流场图。图中两个大的空心圆表征夹具颗粒、小的空心圆表征待装夹颗粒；箭头表征流场溶液流动方向；黑白的深浅表征溶液流动速度的快慢，流场中溶液流动越快，颜色越深，反之颜色越浅流动越慢。在介电泳力的作用下随着时间的变化夹具颗粒向中间的待装夹颗粒靠拢，两夹具颗粒装夹待装夹颗粒后向目的方向移动。具体的，如图3所示，微米颗粒装夹装置中待装夹颗粒速度变化曲线图。通过控制夹具颗粒移动速度可以实现对待装夹颗粒的速度控制达到目的要求。具体的，如图4所示，微米颗粒装夹装置颗粒速度曲线图。纵坐标表示颗粒的位移速度，单位为μm/s；横坐标表示位移的距离，单位为μm。以待装夹颗粒中心点为坐标原点，移动方向向右为正，移动方向向左为负。左图表示左边夹具颗粒运动时速度的变化曲线，夹具装置工作时左边夹具颗粒受到介电泳力后向待装夹颗粒靠拢，速度越来越大；右图表示右颗粒运动时的速度变化曲线。通过对比左右两图可以得出两夹具颗粒速度同步变化。通过改变不同的电压参数，实现对夹具颗粒的速度控制。上述并不能对本专利技术进行全面限定，其他任何未背离本专利技术技术方案做的改变或等效置换方式，都在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微米颗粒装夹装置，其特征在于：具体包括开放端口1、开放端口2、工作电源3、接地电压4、夹具颗粒5；开放端口1与开放端口2为矩形的左右两对边；在开放端口1中接工作电源3，提供微米颗粒装夹装置的工作电压；在开放端口2中接接地电压4，使微米颗粒装夹装置内部溶液导通形成闭合回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种微米颗粒装夹装置，其特征在于：具体包括开放端口1、开放端口2、工作电源3、接地电压4、夹具颗粒5；开放端口1与开放端口2为矩形的左右两对边；在开放端口1中接工作电源3，提供微米颗粒装夹装置的工作电压；在开放端口2中接接地电压4，使微米颗粒装夹装置内部溶液导通形成闭合回路。


2.根据权利要求1所述的微米颗粒装夹装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志维，吉祥，邓鲁豫，丁行行，周腾，史留勇，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：新型
国别省市：海南;46