平面被動(dòng)式微混合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種平面被動(dòng)式微混合器。
【背景技術(shù)】
[0002]微混合器作為微流控系統(tǒng)的重要組成部分，憑借其高效快速的混合性能，越來(lái)越多的應(yīng)用于生物分析、化學(xué)合成和臨床測(cè)試等領(lǐng)域。在兩股或多股流體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)快速有效混合，因而微混合器是微流控中的重要組成部分，由于微流控芯片通道結(jié)構(gòu)在微米量級(jí)，通道中的流體通常處于層流狀態(tài)，因此實(shí)現(xiàn)微尺度下流體的快速混合也變得至關(guān)重要。在不同的雷諾數(shù)條件下，通道中的流體通過(guò)分子擴(kuò)散和對(duì)流混合的途徑實(shí)現(xiàn)混合。盡管前者的混合效率極高，但低雷諾數(shù)下其需要很長(zhǎng)的混合時(shí)間。所以在微尺度下實(shí)現(xiàn)流體的快速且高效的混合仍然是個(gè)挑戰(zhàn)。
[0003]混合過(guò)程主要分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種，主動(dòng)式是通過(guò)外部對(duì)微混合器施加影響(如壓力、電滲驅(qū)動(dòng)等)控制混合過(guò)程，被動(dòng)式混合是在通道內(nèi)部通過(guò)改變結(jié)構(gòu)和形狀來(lái)促進(jìn)混合。已有設(shè)計(jì)中，微混合器大多采用被動(dòng)式混合機(jī)制，也有一些芯片上加入主動(dòng)式元件。相比后者，被動(dòng)式混合器具有不需要設(shè)置額外設(shè)備，易于加工，使用方便等優(yōu)勢(shì)。目前通過(guò)優(yōu)化通道結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化混沌對(duì)流已成為被動(dòng)式微混合器的核心技術(shù)。
[0004]被動(dòng)式微混合器可通過(guò)拉伸、折疊、截流等作用，實(shí)現(xiàn)低雷諾數(shù)下的混沌混合。但此類(lèi)微混合器結(jié)構(gòu)多為斜坡形、傾斜形、階梯型等三維結(jié)構(gòu)，相比于平面式混合器，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工較為困難。同時(shí)，生產(chǎn)成本較高，不利于批量生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種平面被動(dòng)式混沌流微混合器，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工便易、混合快速尚效等特點(diǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種平面被動(dòng)式微混合器，包括入口通道、出口通道以及位于入口通道和出口通道之間的至少一個(gè)混合單元，其特征在于:每個(gè)所述混合單元分別包括用于將液體進(jìn)行分流的第一分流通道以及第二分流通道；以及用于將來(lái)自第一分流通道和第二分流通道的液體進(jìn)行混流的混流腔;所述混流腔與相鄰的混合單元的第一分流通道以及第二分流通道連通，或與出口通道連通。本發(fā)明利用“柯恩達(dá)”效應(yīng)，混合器結(jié)構(gòu)引導(dǎo)介質(zhì)在對(duì)流腔中產(chǎn)生混沌對(duì)流，顯著改善了混合效果?！翱露鬟_(dá)”效應(yīng)是流體有離開(kāi)本來(lái)的流動(dòng)方向，改為隨著凸出的物體表面流動(dòng)的傾向。當(dāng)流體與它流過(guò)的物體表面之間存在表面摩擦?xí)r，只要曲率不大，流體會(huì)順著物體表面流動(dòng)。
[0008]優(yōu)選地，所述的入口通道包括分別與所述混合單元連通的第一入口通道和第二入口通道，所述的第一入口通道的寬度小于所述的第二入口通道的寬度。
[0009 ]優(yōu)選地，所述第二入口通道內(nèi)設(shè)有減緩液體流動(dòng)的擋板。
[0010]優(yōu)選地，每個(gè)所述混合單元分別具有一腔體，每一個(gè)所述腔體內(nèi)分別設(shè)有一個(gè)擋塊，該擋塊將所述腔體分隔成所述第一分流通道、第二分流通道和混流腔，所述混流腔形成于所述第一分流通道和第二分流通道的交匯處，且位于其所在腔體的出口位置。
[0011]優(yōu)選地，所述的第一分流通道的寬度和所述的第二分流通道的寬度不同。
[0012]優(yōu)選地，所述的第一分流通道呈直線(xiàn)通道，所述的第二分流通道為“L”形通道。
[0013]優(yōu)選地，所述混流腔的寬度由第一分流通道至第二分流通道逐漸變寬
[0014]優(yōu)選地，所述檔塊的橫截面為直角梯形、矩形、三角形或其組合。
[0015]優(yōu)選地，每個(gè)混合單元中所述擋塊以相同的方式設(shè)置。
[0016]優(yōu)選地，所述入口通道和出口通道之間設(shè)有多個(gè)混和單元，該多個(gè)混合單元包括交替排布的第一混合單元以及第二混合單元;所述第一混合單元中的擋塊與所述第二混合單元中的擋塊的設(shè)置方式不同。
[0017]本發(fā)明該微混合器將管道限制在2D平面內(nèi)，大大節(jié)省了空間；由于平面被動(dòng)微混合器無(wú)需加入外部裝置，且結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，加工便易，成本低廉，適合于規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的平面被動(dòng)式微混合器的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的平面被動(dòng)式微混合器的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實(shí)施例三的平面被動(dòng)式微混合器的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例四的平面被動(dòng)式微混合器的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]如圖1所示，一種平面被動(dòng)式微混合器，包括入口通道、出口通道7以及位于入口通道和出口通道7之間的混合單元6，混合單元6包括用于將液體進(jìn)行分流的第一分流通道3以及第二分流通道4;以及用于將第一分流通道3和第二分流通道4的液體進(jìn)行混流的混流腔5；
[0025]此處的混合單元6可以為一個(gè)，混流腔5與出口通道7連通。
[0026]當(dāng)混合單元6為多個(gè)時(shí)，混流腔5與相鄰的混合單元6的第一分流通道3以及第二分流通道4連通，最后一個(gè)混合單元的混流腔5與出口通道7連通。
[0027]入口通道包括第一入口通道I和第二入口通道2，其與混合單元6連通，此處的第一入口通道與所述第二入口通道的橫截面呈矩形，第一入口通道I與第二入口通道2也可以是以一定角度交叉，角度為0-180度，特別地，此處第一入口通道I與第二入口通道2垂直，第一入口通道I的寬度小于所述的第二入口通道2的寬度。
[0028]每個(gè)混合單元6分別具有一腔體，每一個(gè)腔體內(nèi)分別設(shè)有一個(gè)擋塊8，該擋塊8將腔體分隔成所述第一分流通道3、第二分流通道4和混流腔5，混流腔5形成于所述第一分流通道3和第二分流通道4的交匯處，且位于其所在腔體的出口位置。
[0029]第一入口通道I與第二入口通道2匯流于交叉口，交叉口與第一分流通I道和第二分流通道2連通，第一分流通道2的寬度與第二分流通道2的寬度不同，此處，第一分流通道2的寬度小于第二分流通道2。第一分流通道I將液體分流，第一分流通道I呈直線(xiàn)通道，以保證液體的最小分流路徑。
[0030]第二分流通道2形狀為L(zhǎng)形，液體經(jīng)過(guò)折線(xiàn)分流匯集于混流腔5中。
[0031]在工作時(shí)，液體流動(dòng)方向?yàn)閳D1的箭頭所示的方向，其中兩種介質(zhì)分別由第一入口通道I和第二入口通道