文献综述(或调研报告):
文献综述:
1.微流道及其应用
微流道系统使用不同的工艺措施在不同基片上制作用于可流动物质输运、交换、反应、存贮等功能的微结构系统。微流道的形状、大小和结构因应用的不同而不同。虽然大多数微流控流道涉及高纵横比[2],但低纵横比流道在粒子分离装置[3]等应用中也并不少见。在本文中,微米范围(1-999mu;m)的任何尺寸的流道都被认为是微流道。同时,制造方法也起着重要的作用,除微铣削外,微流道大多采用非常规方法制造。
多年来,人们已经制造出了具有不同截面的微流道,常见的截面包括矩形、方形[4]、圆形[5]、半圆形[4]、u形和高斯光束形[1]。除圆形横截面微流道外,所有其他类型的微流道均在基材表面制作。圆形微流道则通常制造在材料内部。
微流道应用大致可分为三大类:(1)生物应用,(2)化学应用以及(3)电子和机械工程相关应用。微型气相色谱仪和喷墨打印机喷嘴,这些可被认为是基于微流道的最先进的设备[6]。它们的引入引领了微流控技术。随后的多年里,许多应用得到了发展。对于大多数微流控应用而言,重要的材料特性是分子吸附、光学性能、机械加工性、表面电荷、电渗流迁移率、电导率和热导率等[4],其中电渗流是在微流控系统中引入流体的最常用方法。对通过不同工艺蚀刻的聚合物的电渗流的研究表明,制造方法和材料本身都会影响电渗流[7]。某些有非常简单几何形状的微流道可用于制造包含单或双T型结的燃料电池[8]。
DNA分析利用的微流道网络更为复杂,与生物传感器所涉及的网络非常相似,涉及的典型尺寸大多约为100mu;m[4]。微总量分析系统(m-TAS)是一个基于芯片实验室的平台,将实验室由原来的房间大小改为芯片大小,它的第一个得到广泛讨论的应用是毛细管电泳(CE)设备[9]。微流道散热器包含大量尺寸为200mu;m400mu;m10mm[10]的微流道,被用于冷却微电子芯片,比基于强制气流的同类设备要有效得多。对U、D、N、V、I、S等不同进出口布置形式(指冷却在其中流动的流体的流道的形状)的微流道散热器进行评估之后可以得出结论,进出口布置形式为V的微流道散热器效果最好。
Tuckerman和Pease首次提出了电子芯片冷却[11]的概念。研究发现,微流道的几何形状和基底材料对微流道散热器的性能均有影响[12]。太阳能光伏电池的效率也可以通过基于微流道的冷却来提高[13]。人工血管网络则被用于研究利用流体动力学的细胞反应[14],还可用于执行生物医学成像[15]并将营养物质和氧气输送到人工制造的组织中的细胞[16]。
2.材料
不同种类的材料已被用于不同的基于微流道的设备,这些材料可以分为三大类:1、聚合物和玻璃基材;2、金属基材;3、半导体,陶瓷和复合材料。
