[发明专利]纳米孔和纳米流体器件中尺寸的反馈控制

说明书

技术领域

本发明涉及微米流体和纳米流体领域，更具体地，涉及纳米级的流体元件等的制造和使用。

背景技术

纳米级的流体器件包括在选定的基板中形成的孔（pore）和/或沟道（channel）。可通过钻穿诸如氮化硅的选定基板的TEM（透射电子显微镜）而制造固态纳米孔。固态纳米孔可被用来分析生物蛋白质。

纳米流体沟道（nanofluidic channel）可通过串行电子束平版印刷（serial electron beam lithography）制造，以达到想要的尺寸。也可使用光刻、纳米压印平版印刷技术和纳米转移平版印刷技术来制造沟道。

发明内容

本发明的原理提供了用于制造诸如纳米流体沟道和纳米孔的流体通路（fluidic passage）的技术。在一方面，一种示例性方法包括以下步骤：提供包括以电导体为界的纳米流体通路的基板；用电解质填充所述纳米流体通路，以及通过在所述导体上电化学地形成氧化物层，使得所述纳米流体通路至少部分地闭合。所述基板本身可包括导电材料，或者导电材料可被沉积在所述基板上，使得纳米流体通路的表面包括该材料。

另一示例性方法包括以下步骤：提供流体元件阵列，每个所述流体元件通过一个或多个纳米流体通路而连接到所述阵列中的一个或多个其他流体元件，每个所述纳米流体通路包括导电表面；以及通过使得氧化层在选定的纳米流体通路中的所述导电表面上电化学地生长而选择性地闭合一个或多个所述纳米流体通路。

又一示例性方法包括以下步骤：形成纳米流体通路，所述纳米流体通路具有比基板中的目标尺寸大的尺寸；在所述基板上形成导电层，由此减小所述纳米流体通路的尺寸；用电解质填充纳米流体通路；以及电化学地氧化所述导电层，直到所述流体通路具有所述目标尺寸。

再一示例性方法包括：提供纳米流体器件，所述纳米流体器件包括纳米流体通路以及在所述纳米流体通路内的电解质，所述纳米流体通路具有导电表面；以及对所述导电表面施加电压以电化学地改变所述纳米流体通路的尺寸。所述尺寸可被增大或减小。

提供了一种用于控制包括位于基板中的纳米流体通路的纳米流体器件的制造的示例性计算机程序产品，所述纳米流体通路包括导电表面并容纳电解质。所述产品包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包含计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码包括被配置为便于在电解质与导电表面之间施加足以引起所述导电表面的氧化的电势的计算机可读程序代码以及被配置为监视流过所述纳米流体通路的离子电流的计算机可读程序代码。

如在此使用的那样，“便于”某个动作包括执行动作，使动作更简单，有助于实施动作或导致动作被执行。因此，通过实例而非限制，在一个处理器上执行的指令可以便于通过发送导致或帮助执行动作的合适数据或命令来由诸如电源、仪表、显微镜载物台等的远程设备执行的动作。为了避免疑义，在动作者便于某个动作而非执行该动作时，该动作仍然由某个实体或实体组合来执行。

本发明的一个或多个实施例或其要素可以包括有形的计算机可读存储介质的计算机程序产品的形式实现，所述计算机可读存储介质具有用于执行所述方法步骤的计算机可用程序代码。此外，本发明的一个或多个实施例或其要素可以系统（或设备）的形式实现，所述系统（或设备）包括存储器、至少一个处理器，所述处理器与所述存储器耦合并被操作为执行示例性方法步骤。此外，在另一方面中，本发明的一个或多个实施例或其要素可以用于执行此处描述的一个或多个方法步骤的装置（means）的形式实现；所述装置可以包括(i)硬件模块；(ii)软件模块，或者(iii)硬件和软件模块的组合；(i)-(iii)中的任一项实现此处阐述的特定技术，并且所述软件模块被存储在有形的计算机可读可记录的存储介质（或者多个此类介质）中。

本发明的技术可提供大量有益的技术效应。例如，一个或多个实施例可以提供以下优点中的一个或多个：

1）制造具有反馈控制的纳米流体器件；

2）允许沟道或孔尺寸在制造之后被扩大或缩小；

3）便于用水溶液或其他液体填充纳米流体器件。

通过以下对结合附图阅读的其示例性实施例的详细描述，本发明的这些和其他特征和优势将变得明显。

附图说明

图1A-1D示出了用于制造具有选定尺寸的一个或多个沟道的流体器件的一系列步骤；

图2A-2D示出了用于制造具有选定尺寸的一个或多个纳米孔的流体器件的一系列步骤；