[发明专利]用于复合型数字微流控芯片的液滴驱动方法及装置

权利要求书

1.一种用于复合型数字微流控芯片的液滴驱动方法，其特征在于，包括：

根据液滴对应的双极板区长度、单极板区长度和上极板区长度，分析液滴在所述双极板区的曲率半径随双极板间距变化的变化率；

根据所述变化率、液滴与所述单极板区的接触角临界值和预设变化关系，确定液滴与所述单极板区的接触角变化到液滴发生位移时的双极板间距，所述预设变化关系为液滴与所述单极板区的接触角随双极板间距和所述变化率变化的变化关系；具体地，根据所述变化率和所述预设变化关系，确定出液滴与所述单极板区的接触角随双极板间距变化的变化关系，然后根据液滴与所述单极板区的接触角临界值，计算液滴与所述单极板区的接触角变化到液滴发生位移时的双极板间距，即在液滴与所述单极板区的接触角变化到对应的接触角临界值时，液滴发生位移；

根据确定的双极板间距控制上极板上下移动，控制液滴进入所述双极板区；在根据确定的双极板间距控制上极板上下移动时，液滴与双极板区的接触角、单极板区的接触角和上极板区的接触角会随着双极板间距变化而变化，当单极板区的接触角变化到达到单极板区的接触角临界值，所述液滴进入所述双极板区；

所述根据所述变化率、液滴与所述单极板区的接触角临界值和预设变化关系，确定液滴与所述单极板区的接触角变化到液滴发生位移时的双极板间距之前，所述方法还包括：

根据预设双极板区的接触角计算公式，计算液滴与所述双极板区的接触角关于双极板间距变化量的第一导数；

所述第一导数为：

其中，R₀表示初始曲率半径、H₀表示初始双极板间距、ΔX表示双极板间距变化量；

其中，

式中L_c上极板区长度、L_b表示单极板区长度、H表示双极板间距、R表示液滴在两个单极板和双极板两个区间的曲率半径；

根据预设单极板区的接触角计算公式，计算液滴与所述单极板区的接触角关于双极板间距变化量的第二导数；

所述第二导数为：

其中β′_bp为一个大于0的参数量；

根据预设上极板区的接触角计算公式，计算液滴与所述上极板区的接触角关于双极板间距变化量的第三导数；

所述第三导数为：

其中θ′_up＝-β′_bp为一个小于0的参数量；

根据所述第一导数、所述第二导数和所述第三导数，分析所述双极板区的接触角、所述单极板区的接触角和所述上极板区的接触角中，随着双极板间距变化而变化使得液滴最先发生位移的接触角，得到使得液滴最先发生位移的接触角为所述单极板区的接触角；

比较第一导数α′、第二导数β′和第三导数θ′，确定出：

当L_b＞0时，以及恒成立，

因此，θ′＜β′＜α′＜0，即确定液滴在单极板区的接触角减少的比液滴在双极板区的接触角快，即在双极板间距变化时，使得液滴最先发生位移的接触角为所述单极板区的接触角；

所述根据所述变化率、液滴与所述单极板区的接触角临界值和预设变化关系，确定液滴与所述单极板区的接触角变化到液滴发生位移时的双极板间距，包括：

根据所述变化率、液滴与所述单极板区的接触角临界值和预设变化关系，计算液滴与所述单极板区的接触角变化到小于或者等于所述接触角临界值时的双极板间距，其中，当液滴与所述单极板区的接触角变化到小于或者等于所述接触角临界值时，液滴发生位移；

利用预设单极板区的接触角计算公式表示所述预设变化关系，所述根据所述变化率、液滴与所述单极板区的接触角临界值和预设变化关系，计算液滴与所述单极板区的接触角变化到小于或者等于所述接触角临界值时的双极板间距，包括：

获取液滴对应的初始单极板区长度、初始上极板区长度、初始双极板间距、液滴在所述双极板区的初始曲率半径、液滴外边界对应的弦与下极板之间的底面夹角；

根据所述变化率、所述初始单极板区长度、所述初始上极板区长度、所述初始双极板间距、所述初始曲率半径、所述底面夹角和所述预设单极板区的接触角计算公式，计算液滴与所述单极板区的接触角小于或者等于所述接触角临界值时的双极板间距变化量；其中，所述预设单极板区的接触角计算公式用于表示所述预设变化关系，所述预设变化关系为液滴与所述单极板区的接触角随双极板间距和所述变化率变化的变化关系；

根据所述初始双极板间距和所述双极板间距变化量，计算液滴与所述单极板区的接触角小于或者等于所述接触角临界值时的双极板间距。