[发明专利]一种制备逻辑通道微流控芯片的装置及方法

权利要求书

1.一种制备逻辑通道微流控芯片的装置，其特征在于：包括高压电源、低压电源、上滑动触头、上接触开关、下滑动触头、下接触开关、气泵、储液筒、喷头、齿条、移动控制台、绝缘支架以及移动平台；所述储液筒内装有纺丝溶液，所述储液筒的顶部设置有端盖，所述端盖的中心处开设有连接孔，所述气泵的出口管道与连接孔连接，所述气泵用于向所述储液筒内送入压缩气体；所述储液筒的底部与所述喷头连接，所述储液筒的外壁套设有金属环组，所述金属环组与所述储液筒的外壁存在间隙，所述金属环组围绕在所述储液筒的周围；所述金属环组与所述绝缘支架焊接，所述绝缘支架的右端与所述齿条固定连接，所述齿条与所述移动控制台连接；所述喷头与所述高压电源连接，所述高压电源用于产生高压静电场；所述上接触开关的顶部与所述低压电源连接，所述低压电源用于使金属环组带电；所述金属环组用于向所述储液筒内的所述纺丝溶液加热；

所述金属环组包括上金属环、中金属环以及下金属环；所述上金属环、所述中金属环以及所述下金属环同轴等距竖直焊接在所述绝缘支架上；所述上金属环与所述上滑动触头的一端连接，所述上滑动触头的另一端与所述上接触开关连接，所述上滑动触头与所述上接触开关适配，所述上滑动触头在所述上接触开关内上下移动；

所述下金属环与所述下滑动触头的一端连接，所述下滑动触头的另一端与所述下接触开关连接，所述下滑动触头与所述下接触开关适配，所述下滑动触头在所述下接触开关内上下移动，所述下接触开关接地，所述金属环组用于集中所述高压静电场；

所述移动平台位于所述喷头正下方，所述移动平台在所述喷头下方左右移动，所述移动平台上放置有底层PDMS基底，所述底层PDMS基底接地。

2.根据权利要求1所述的制备逻辑通道微流控芯片的装置，其特征在于：所述上滑动触头和所述下滑动触头的形状均为长方体。

3.根据权利要求1所述的制备逻辑通道微流控芯片的装置，其特征在于：所述上接触开关和所述下接触开关的截面呈“凹”字型。

4.根据权利要求1所述的制备逻辑通道微流控芯片的装置，其特征在于：所述低压电源为低压交流电源，型号为艾维泰科APS-4000A，频率为45-250HZ。

5.根据权利要求1所述的制备逻辑通道微流控芯片的装置，其特征在于：所述高压电源的电压调节范围为-60kV-60kV。

6.根据权利要求1所述的制备逻辑通道微流控芯片的装置，其特征在于：所述气泵的流量1ml/min-100ml/min。

7.根据权利要求1所述的制备逻辑通道微流控芯片的装置，其特征在于：所述上接触开关和所述下接触开关均为皇润V型微动开关。

8.根据权利要求1所述的制备逻辑通道微流控芯片的装置，其特征在于：所述移动控制台的最大行程为500mm。

9.根据权利要求1所述的制备逻辑通道微流控芯片的装置，其特征在于：所述喷头选用医用注射器喷头，材质为不锈钢，直径范围20μm~1000μm。

10.一种利用如权利要求1-9中任何一项所述的制备逻辑通道微流控芯片的装置，制备逻辑通道微流控芯片的方法,其特征在于：利用静电纺丝技术制备逻辑通道微流控芯片，具体包括以下步骤：

（1）.将装置按要求连接安装好，将制备好的纺丝溶液装入储液筒中；

（2）.将制备好的底层PDMS基底放置于水平移动平台上并接地，所述底层PDMS基底左端位于喷头正下方；

（3）.调节移动控制台带动齿条进行向上移动，齿条移动带动金属环组在储液筒外向上移动，上金属环随着金属环组向上移动，上金属环带动上滑动触头向上移动，并与上接触开关连接，并且，使下金属环与喷头的尖部平齐；

（4）.打开低压交流电源，上接触开关工作使金属环带电，给储液筒内部纺丝溶液加热；

（5）.启动气泵使溶液沿喷头流出，启动高压电源，将喷头处的纺丝溶液拉伸并形成射流射向所述底层PDMS基底；

（6）.启动水平移动平台向左移动，射流在运动过程中会不断摆动，纺丝溶液最终在所述底层PDMS基底上沉积出具有一定形态的图案；

（7）.当所述底层PDMS基底右端移出喷头下方时，停止供液，断开所有电源，取出基底，固化；

（8）.当纺丝溶液固化后，在所述底层PDMS基底上覆盖一层PDMS溶液并待其固化后形成中层PDMS基底；

（9）.将所述中层PDMS基底放置于移动平台上并接地，所述中层PDMS基底左端位于喷头正下方，调节移动控制台使金属环组下降，并使下金属环与下接触开关连接，且上金属环与喷头的底部平齐，下滑动触头进入下接触开关中，下金属环通过下滑动触头和下接触开关接地；

（10）.启动气泵，气泵向储液筒内输送压缩气体使溶液沿喷头流出，并启动高压电源；在纺丝溶液和所述中层PDMS基底之间形成了高压静电场；由于下金属环接地，与溶液射流之间会形成环形电场，束缚射流使其不能发生鞭动，纺丝溶液最终在所述中层PDMS基底上沉积出直线图案；

（11）.当纺丝溶液固化后，在中层PDMS基底上覆盖一层PDMS溶液并待其固化后形成上层PDMS基底；

（12）.洗去中间纺丝溶液，就可得到逻辑通道微流控芯片。