[发明专利]基于纳米马达阵列的超声精密微流控芯片及其实现方法

权利要求书

1.一种基于纳米马达阵列的超声精密微流控芯片，其特征在于，包含：基板(1)、具有固定化纳米马达阵列的纳米马达层(2)、外接电极的压电换能器(3)、具有微流道的盖板(4)、出液管(5)、进液管(6)；所述纳米马达层(2)、压电换能器(3)和盖板(4)均粘贴在基板(1)上方，且纳米马达层(2)包含于所述微流道内；所述盖板(4)上设有进液孔和出液孔，进液孔和出液孔的一端分别连接进液管(6)和出液管(5)，另一端分别连接所述微流道的进液口和出液口；所述纳米马达层(2)中纳米马达包含能够催化液体介质分解产生气泡的催化剂成分，同时微流道内的液体中有反应底物。

2.根据权利要求1所述的一种基于纳米马达阵列的超声精密微流控芯片，其特征在于，所述基板(1)的材质为石英玻璃或硅片。

3.根据权利要求1所述的一种基于纳米马达阵列的超声精密微流控芯片，其特征在于，所述纳米马达层(2)的基体材质为聚碳酸酯膜或多孔氧化铝膜。

4.根据权利要求1所述的一种基于纳米马达阵列的超声精密微流控芯片，其特征在于，所述纳米马达层(2)中包含的纳米马达为管状或球形，其中管状纳米马达内表面包含催化剂成分，球形纳米马达外表面包含催化剂成分。

5.根据权利要求1所述的一种基于纳米马达阵列的超声精密微流控芯片，其特征在于，所述盖板(4)材质为PDMS。

6.权利要求1所述超声精密微流控芯片的实现方法，其特征在于，结合声流场与气泡振动实现对微小颗粒物体特定运动形式的运动控制，包括步骤如下：

步骤1：将外部信号发生器或计算机产生的激励信号用功率放大器放大；

步骤2：利用压电材料的逆压电效应驱动压电换能器(3)振动，进而带动微流控芯片整体振动，在微流道中产生声流场；

步骤3：微流道中纳米马达端部产生的气泡在声流场中振动，引起气泡附近声流场的变化，从而控制微小颗粒物体运动。

7.根据权利要求6所述的超声精密微流控芯片的实现方法，其特征在于，通过调整电压、频率、纳米马达的布置，实现不同尺寸微颗粒的多种运动形式，包括微纳颗粒的捕获与聚集、定向运动、转动及上述运动形式的叠加，进而实现微颗粒捕获、分选、定向运输功能。

8.根据权利要求6所述的超声精密微流控芯片的实现方法，其特征在于，所述压电换能器(3)能够通过逆压电效应驱动，并激发基板(1)的固有振动模态，所述固有振动模态包括纵振、弯振、扭振及以上几种振动模态的叠加形式。