[发明专利]一种柔性主动式微混合器件集成系统及制备方法

权利要求书

1.一种柔性主动式微混合器件，其特征在于，包括：微流道腔体、保护层、微型加热器和微型温度传感器、磁性体、柔性基底，所述微流道腔体为柔性材料制成的带有内部流道的腔体，且微流道腔体两端通过内部流道连通，所述柔性基底由柔性材料制成，柔性基底的顶部嵌入集成有微型加热器和微型温度传感器，嵌入后覆有保护层，所述微流道腔体连接至柔性基底的顶部，使得微型加热器和微型温度传感器分别对内部流道进行加热和监测，所述磁性体嵌入式集成在柔性基底的底部，以在磁场的激励下产生高频率微振动而带动柔性基底振动，从而将位于微流道腔体的内部流道中的流体混合；所述保护层、微型加热器和微型温度传感器、磁性体和柔性基底整体组合为柔性主动式微混合器件的柔性衬底。

2.根据权利要求1所述的柔性主动式微混合器件，其特征在于，所述磁性体为条状、块状、片状，或由多个微颗粒组成。

3.根据权利要求2所述的柔性主动式微混合器件，其特征在于，多个所述微颗粒间隔地嵌入集成在柔性基底中并固定，多个所述微颗粒取得定向磁极。

4.根据权利要求2所述的柔性主动式微混合器件，其特征在于，所述磁性体由磁性材料制成，磁性材料包括但不限于铝镍钴、钐钴或钕铁硼。

5.根据权利要求1所述的柔性主动式微混合器件，其特征在于，所述柔性基底和微流道腔体分别由固化后为柔性材质的聚合物制成。

6.根据权利要求5所述的柔性主动式微混合器件，其特征在于，所述微流道腔体和柔性衬底之间的连接为键合连接方式，所述键合连接方式包括但不限于紫外线或氧等离子体处理直接键合。

7.根据权利要求1所述的柔性主动式微混合器件，其特征在于，所述微型加热器采用的电极材料包括但不限于金、银或铂。

8.由权利要求1所述的柔性主动式微混合器件构成的集成微系统，其特征在于，所述集成微系统包括柔性主动式微混合器件、外部磁场和流体，所述外部磁场作用于柔性衬底中的磁性体，所述流体在柔性衬底的作用下产生高频微振动，所述流体包括单相流体和多相流体，多相流体包括固-液、气-液、气-固或气-液-固系统。

9.根据权利要求1所述的柔性主动式微混合器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、加工微流道腔体的模具；

S2、制作微流道腔体：配置PDMS预聚体溶液，通过倒模的方法将PDMS预聚体溶液倒入S1步骤加工的模具内，固化后脱模获得样品A；

S3、将磁性体集成至柔性基底中：配置PDMS预聚体溶液，在柔性基底的底部旋涂PDMS预聚体溶液，然后将磁性体放置在旋涂有PDMS预聚体溶液的柔性基底底部表面，并在其表面滴加0.1-1mlPDMS，将其固化后，获得集成有磁性体的柔性基底；

S4、在柔性基底上集成微型加热器和微型温度传感器：在柔性基底的顶部直接通过光刻和剥离工艺加工获得微型加热器和微型温度传感器，也可先在刚性材料表面加工获得微型加热器和微型温度传感器，再通过转移的工艺集成在柔性基底的顶部，之后在微型加热器和微型温度传感器上高转速旋涂PDMS预聚体，形成微型加热器和微型温度传感器的保护层，并加热固化，获得超薄PDMS以保护微型加热器和微型温度传感器不接触待反应的物质，避免污染；

S5、键合得到集成器件：通过S4得到的集成有磁性体、微型加热器和微型温度传感器的柔性基底作为样品B，将样品A连接至与样品B的顶部进行键合，得到柔性主动式微混合器件；

以上S3中的磁性体集成、S4中的微型加热器和微型温度传感器的集成，顺序可互换。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述S3中使用的柔性基底的材料包括但不限于半导体材料，所述半导体材料包括但不限于锗、砷化镓、磷化镓、氮化镓、锑化铟、硫化镉、硫化锌、镓铝砷或镓砷磷。