[发明专利]一种微结构增强型微混合器及其三维成型制备和应用

权利要求书

1.一种微结构增强型微混合器，其特征在于：包括主流道(11)及其上的内置微结构(12)；主流道(11)基于微立体光刻技术一体化成型，采用三维Tesla型流道形式，其中分离流道部分是主流道(11)在平行于流道方向上分离成两个不同宽度的流道分支的部分，且在流道高度方向上是交替变化的单层结构；重组流道部分是主流道(11)经过分离流道后在平行于流道方向上交汇的部分，其在流道高度方向上为双层结构，连接两个分离流道部分；

内置微结构(12)为主流道(11)侧面内置三角形结构，其在平行于流道方向上的高度与主流道(11)宽度的比值为0.6-0.8，位于三维Tesla型流道的重组流道部分；根据具体应用所要求的混合效率，确定内置微结构(12)的数量；

所述的一种微结构增强型微混合器的三维成型制备方法，包括以下步骤：

第一步：将磁性颗粒复合光敏树脂溶液(1)引入树脂槽(2)；

第二步：使用建模软件构建出微结构增强型微混合器的三维结构模型(3)；

第三步：对三维结构模型(3)进行切片处理，层厚为10μm-40μm，由此得到一系列位图文件(4)，并将其输入到数字动态掩膜板(6)中；

第四步：结合数字动态掩膜板(6)，将由光源(5)发出的紫外光重新整形成与位图文件(4)一致的光，使暴露在紫外光下位于成型平台(7)上方的磁性颗粒复合光敏树脂溶液(1)固化；

第五步：控制成型平台(7)依照切片处理时的层厚而下降，根据位图文件(4)，使第四步中整形-曝光-固化过程不断重复，微结构增强型微混合器逐层成型，得到微结构增强型微混合器的成型件(8)；

第六步：将成型件(8)内未固化的磁性颗粒复合光敏树脂溶液(1)洗去即得到微结构增强型微混合器。

2.根据权利要求1所述的一种微结构增强型微混合器的应用，其特征在于：结合外能量场(22)的作用，其内置微结构(12)实现动态化；外能量场(22)为施加在主流道(11)两侧面的交变磁场，控制内置微结构(12)在流道高度方向上与上下侧壁不相连，则在外能量场(22)的作用下，内置微结构(12)即呈现动态，其尖端在流道长度及高度方向产生位移，周围流体受到动态的内置微结构(12)影响，产生扰动。

3.根据权利要求2所述的一种微结构增强型微混合器的应用，其特征在于：所述的内置微结构(12)具有静态及动态多种模式，在Re40的低流速下，动态内置微结构(12)使得流体产生局部扰动，在Re≥40的高流速下，静态内置微结构(12)使得流道内的二次涡流作用增强；通过自由调节外能量场(22)，微结构增强型微混合器能够进行不同流速下或多步可调控反应。