[实用新型]一种微纳物质的环状聚集物成形装置

说明书

本实用新型公开了一种微纳物质的环状聚集物成形装置，包括兰杰文振子、振动传递针、连接段、圆环和设有微纳物质的悬浊液的基板，其中振动传递针粘接在兰杰文振子的辐射面上，通过连接段与圆环相连接，圆环的中心平面平行于基板，且整体插入微纳物质的悬浊液中，通过兰杰文振子对圆环进行励振，利用做单方向面内振动的圆环在流体中产生的声学流涡流，驱动分散在基板上的微纳物质运动并聚集在圆环下方，在基板上形成微纳物质的环状聚集物。本实用新型涉及到的微纳物质的环状聚集物成形装置具有操作简单、易小型化、结构紧凑、可靠性好、低耗能等优点。

技术领域：

本实用新型涉及一种微纳物质的环状聚集物成形装置,属于微纳制造、生物医学领域。

背景技术：

随着生物医学、微纳制造等领域的快速发展，如何在基板上实现微纳物质的可控图案成形已经成为一种重要而且很有发展前景的新技术。微纳物质的图案成形技术在微纳自组装、高感度生物传感、晶体生长、人工组织培养以及微纳电子器件加工等方面有着广阔的应用前景。已有的微纳物质图案成形方法包括磁镊、光镊、介电泳等，这些方法通常对工作条件有比较苛刻的要求，比如无法直接在基板上进行操控，被操控微纳物质需要带电，需要磁性微粒作为载体，对被操控微纳物质的透明度和折射率等有要求，易受布朗运动、环境温度、PH值等影响，高耗能等。

超声微纳操控技术具有对被操控样品的材料性能几乎无选择性、结构简单、易操作、操控功能多样等优点，已有的基于超声的微纳物质图案成形技术包括利用超声形成微纳物质的圆形斑点、椭圆形斑点和直线带状聚集物等，目前尚未有利用超声实现微纳物质的环状聚集物成形的技术。

实用新型内容：

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种微纳物质的环状聚集物成形装置，以解决现有技术中无法在基板上实现微纳物质的环状聚集物成形的问题。

本实用新型所采用的技术方案有：一种微纳物质的环状聚集物成形装置，包括兰杰文振子、振动传递针、连接段、圆环和设有微纳物质的悬浊液的基板，其中振动传递针粘接在兰杰文振子的辐射面上，通过连接段与圆环相连接，圆环的中心平面平行于基板，且整体插入微纳物质的悬浊液中，通过兰杰文振子对圆环进行励振，利用做单方向面内振动的圆环在流体中产生的声学流涡流，驱动分散在基板上的微纳物质运动并聚集在圆环下方，在基板上形成微纳物质的环状聚集物。

进一步地，所述振动传递针的材料为不锈钢。

进一步地，所述连接段为焊接段或粘接段。

进一步地，所述圆环的材料为铝金属或玻璃纤维柔性材料。

进一步地，所述圆环为实心或空心结构。

进一步地，所述圆环的中心平面与基板之间的距离为0.5mm-1.5mm。

进一步地，所述微纳物质为颗粒状、线状、片状或块状结构，特征尺寸在微米级或纳米级。

进一步地，所述兰杰文振子固定在三维移动平台上，在基板上形成微纳物质的环状聚集物的阵列。

本实用新型具有如下有益效果：

(1).由于利用声学流涡流来实现微纳物质的环状聚集物成形，本实用新型对微纳物质的材料性质没有要求，且不会破坏微纳物质；

(2).由于采用兰杰文振子励振并且没有旋转部件，本实用新型具有操作简单、可靠性好等优点；

(3).本实用新型涉及到的微纳物质的环状聚集物成形装置还具有易小型化、结构紧凑、低耗能等优点。

附图说明：

图1为本实用新型微纳物质的环状聚集物成形装置的结构示意图。

图2为圆环部分的结构示意图。

图3为圆环剖面附近的声学流涡流的示意图。