[发明专利]一种基于电流变液的微流控减振芯片

说明书

技术领域

本发明属于微流控芯片领域，尤其是一种基于电流变液的微流控减振芯片。

背景技术

微机电系统（Micro Electro-Mechanical Systems）指的是采用先进微细制造技术，将微小型驱动器、控制器和执行器等集成化在一个微尺度的系统中。作为微机电系统技术中重要的一个组成部分—微流体系统，其中芯片实验室是微机电系统中重要的一个分支。微流控芯片是以微尺度下的流体作为输送平台，通过对流体的操控，实现药物传输，流体混合等功能。

电流变液（Electrorheological Fluids）通常是由微米级高介电常数微粒和弱电导或非电导基液混合而成的固液两相悬浮液。其流变特性可以通过应用外加电场来改变，从液体迅速转化到类似固体状态。而且这种转变在电场撤销后是可逆的。这些智能的特性使得电流变液成为微机电系统中的一种理想的材料。

尽管微流控芯片尺寸微小，流体在通道中流动产生的振动微弱，但是产生的振动如果没有及时控制，仍然会给微机电系统带来一定的影响，降低微机电系统的稳定性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有智能材料、阻尼可调、反应迅速的一种基于电流变液的微流控减振芯片，该芯片结构简单、设计合理可以实现对微机电系统中振动的控制。

本发明采用的技术方案是：包括微流动通道、平行板电极、进液口、出液口、储液腔和减振平台；所述的微流控芯片为密封腔式结构，其内部设有微流动通道。所述的微流动通道为矩形通道；所述的进液口和出液口分别位于微流动通道的两端；所述的平行板电极分别位于储液腔到出液口的微流动通道的两侧；所述的储液腔位于微流通道的转弯处；所述的减振平台位于储液腔的上方。

上述的一种基于电流变液的微流控减振芯片中，所述的进液口连接两条微流动通道，两条微流动通道分别连接两个储液腔，所述的出液口的上游方向连接两条储液腔的通道。

上述的一种基于电流变液的微流控减振芯片中，所述的平行板电极包括上平行板电极和下平行板电极，其对称设置在微流控芯片的微流动通道的两侧，平行板电极产生的电场的方向与电流变液流动方向垂直，所述的平行板电极的数量为四对。

上述的一种基于电流变液的微流控减振芯片中，所述的储液腔位于微流动通道的转弯处，储液腔的形状为圆柱形，储液腔的数量为四个，储液腔的上表面材料为PDMS（聚二甲基硅氧烷）。

上述的一种基于电流变液的微流控减振芯片中，所述的振动平台位于四个储液腔的正上方，减振平台的下表面与四个储液腔的上表面粘合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）本发明利用储液腔下游的微流动通道中的电流变液在电场下产生的阻尼，使得通道内压力上升，因此储液腔的上表面向上膨胀，可以直接吸收振动平台接收到的外界振动。

2）本发明的减振材料采用的是电流变液，电流变液有应用电场下流变特性迅速且可逆的转变、阻尼可变、无极控制、物理化学性能稳定、对环境无污染等优点，而且结构成型方便。

3）本发明的减振材料采用的是电流变液，电流变液的固有频率随外加电场强度的增加而增加，而振动响应幅值随着电场强度的增加而降低，通过改变上下两块平行板电极的电场强度，可改变电流变液的刚度和阻尼，使得本发明能更好的适应外界振动环境，实现对振动的抑制。

附图说明

图1为本发明的结构图

具体实施方法

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明包括微流动通道2、四对平行板电极4、6、11、13、进液口1、9、出液口5、12、四个储液腔3、7、10、14和减振平台8；所述的微流控芯片为密封腔式结构，其内部设有微流动通道2。所述的微流动通道2为矩形通道；所述的进液口1、9和出液口5、12分别位于微流动通道2的两端；所述的四对平行板电极4、6、11、13分别位于四个储液腔3、7、10、14到出液口5、12的微流动通道2的两侧；微流通道2的转弯处设有四个储液腔3、7、10、14；四个储液腔3、7、10、14的上方设有减振平台8。

所述的两个进液口1、9分别连接四条微流动通道2，四条微流动通道2分别连接四个储液腔3、7、10、14，所述的两个出液口5、12通过微流动通道2连接四个储液腔3、7、10、14，所述的四对平行板电极4、6、11、13包括上平行板电极和下平行板电极，其对称设置在四个储液腔3、7、10、14的下游微流动通道2的两侧。