[发明专利]电渗微泵装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，提供一种电渗微泵装置。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的其中一个目的是：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，本发明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。