微汽泡执行器强化微混合的基础研究

层流的分子扩散机理使微混合进行得非常缓慢，因而微混合是一挑战性课题。申请人率先提出采用微汽泡执行器激励来强化微混合。微执行器由溅射在玻璃上的微加热薄膜和半封闭空腔组成。在脉冲电压的激励下，微执行器产生周期性的超快微汽泡长大和萎缩过程，形成压力脉冲，以激发两股流体间的混沌对流，达到强化微混合的目的。拟采用MEMS工艺制备微混合器；采用微流体光学测试系统获得超常微汽泡动力学参数；对有或无微执行器激励条件下的混合产物浓度随微通道长度和宽度方向上的变化进行精细测量；建立微混合时间和混合长度与微执行器汽泡动力学之间的联系；采用分子动力学和连续介质力学的耦合模型，对微执行器汽泡动力学进行理论研究，为微执行器的设计、制造和运行提供理论依据和科学指导。本项目中的微执行器激励的微混合器由于不存在固体运动部件，因而具有高的可靠性，在微流控上具有广阔的应用前景。