[发明专利]微反应芯片、控制方法和微反应系统

说明书

本申请提供一种微反应芯片，包括芯片基板和设置在所述芯片基板上的流道；所述芯片基板上设有加热区域；所述流道包括第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道于连通处形成混合腔；所述第一通道和/或所述第二通道在其入口和所述混合腔之间的部分至少部分位于所述加热区域内。本申请中的微反应芯片在用于微反应时，经不同通道流入的不同溶液在混合腔内混合时，其混合腔内的温度可以灵活进行控制。当本申请中的微反应芯片用于量子点合成时，由于阴离子前驱溶液和阳离子前驱溶液可以在不同温度下流入混合腔内，可以自由调控混合腔内溶液的温度，从而使量子点成核和生长发生分离，有利于合成高质量荧光、尺寸分布较窄的量子点材料。

技术领域

本申请涉及芯片技术领域，具体涉及一种微反应芯片(微流控芯片)、微控制方法和微反应系统。

背景技术

量子点作为现代备受欢迎的纳米光电材料因其特殊的结构和性质被广泛应用于发光、显示、电池、生物检测等领域。然而基于传统三口烧瓶合成的量子点材料在应用质量及大规模生产远不能满足各领域的需求。因此以微流控芯片为代表的连续合成量子点的微反应器设备成为研究者的首选对象。

然而，目前的微反应芯片主要以两种进液方式进行量子点的合成，其中一种方式为首先将预混合的所有阴阳离子前驱溶液填充在同一注射器内，接着采用注射器按照目标流速将混合液推入加热区域进行反应。另一种方式是将制备好的不同离子前驱溶液分别填充在不同注射器内，接着根据不同离子的摩尔比设置目标流速，之后所有离子溶液在管路汇聚点汇合，接着混合溶液被推入加热区域开始反应。该合成方式中由于不同离子前驱溶液在同一空间中混合加热反应，使得量子点成核和生长会同时发生，从而难以合成高质量荧光、尺寸分布较窄的量子点材料。

发明内容

本申请提供一种微反应芯片、控制方法和微反应系统，以解决现有技术中的微反应芯片的流道结构设计不合理导致难以合成高质量荧光、尺寸分布较窄的量子点材料的技术问题。

一方面，本申请提供一种微反应芯片，包括芯片基板和设置在所述芯片基板上的流道；

所述芯片基板上设有加热区域；

所述流道包括第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道于连通处形成混合腔；

所述第一通道和/或所述第二通道在其入口和所述混合腔之间的部分至少部分位于所述加热区域内。

在本申请一些实施例中，所述芯片基板上还设有非加热区域，所述第一通道设置于所述非加热区域内，所述第二通道至少部分位于所述加热区域内，所述加热区域与所述非加热区域相邻设置，所述混合腔设置在所述加热区域内，并与所述加热区域和所述非加热区域的交界处相邻设置。

在本申请一些实施例中，所述流道还包括第三通道，所述第三通道连通所述流道的出口和所述混合腔，所述第三通道包括设置于所述加热区域的迂回管线部。

在本申请一些实施例中，所述流道的内侧壁上设有凸起结构。

在本申请一些实施例中，所述非加热区域位于所述芯片基板的上部，所述加热区域位于所述芯片基板远离所述非加热区域的一端，所述第一通道和所述第二通道的入口均设置于所述非加热区域的一侧。

在本申请一些实施例中，所述微反应芯片用于量子点材料的合成，

第一溶液经所述第一通道的入口流入所述混合腔时的温度为T1；

第二溶液经所述第二通道的入口流入所述混合腔时的温度为T2；

其中，所述第一溶液和所述第二溶液于所述混合腔处混合形成反应液；所述T1或所述T2高于或等于所述反应液的成核温度，所述混合腔内所述反应液的温度低于所述成核温度。

本申请另一方面提供一种微反应控制方法，所述控制方法包括，