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利用電毛細壓力(ECP)在多重微管道結構的流體控制

2011/02/07 | |

Original publish date:Jan 17, 2001

編輯 Vincent Liu 報導

荷蘭科學家利用三維結構的微管道(microchannel)處理流體的運動。流體是利用起源在微管 道中固液之間的介面張力所造成的電控制。流體是利用起源在微管道中固液之間的介面 張力所造成的毛細電壓力控制。

流體在許多的場合和應用中,從生化合成和分析到液晶顯示器、列印技術和操控固體元 件(solid components)技術。隨著在細微加工技術(microfabrication)的快速進展,挑戰也隨著發 展微小化有大量的管道流體裝置而產生。為了要控制在結構中流體的速度與位置,發展 整合性致動原理能夠在地(local)操作流體。在理想上,此致動原理不牽涉任何移動元件, 並且縮小至微米尺度和以電驅動、快速與可逆,在低功率下情況下。

與過去以氧化還原活化活性劑(redox-active surficants)和電逆滲透壓流(electro-osmotic)的兩種 非機械式流體驅動原理,以ECP為原理為驅動方式的流體速度為前兩者大兩個數量級 (cm/s)。經過大於200,000次往復實驗,致動元件仍能正常工作。

其由從表面電荷所產生的介面張力公式與高斯定律,得到ECP(正向力/接觸面積)與近似 圓管的微管道的半徑成反比、與電壓平方成正比。以就是說,在小尺度下,可以得到更 多的ECP。在實際以電壓為變數的實驗,所得到的資料與之前理論公式所得到十分穩合, 以就是ECP不受尺度的影響而需要修正。

在未來商業應用,需要高解析度的顯示器,ECP提供快速、穩定及低功率的轉換。不僅 如此,且在未來生化微量合成和微量合成提供一個整合引擎。

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