《基於絕緣結構介電泳微流控器件中的電熱流動》是依託中國科學院力學研究所，由胡國慶擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於絕緣結構介電泳微流控器件中的電熱流動
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡國慶
- 依託單位：中國科學院力學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
介電泳是微流控器件中廣泛用於操控顆粒、細胞和生物分子的一類強大工具。與傳統基於電極介電泳相比，基於絕緣結構介電泳（insulator-based dielectrophores,iDEP）微流控器件具有易加工、抗電化學反應能力強、不易失效等優勢。然而，由於通道中絕緣微結構附近電場的局部增強，焦耳熱效應經常成為iDEP器件套用中難以避免的問題，相關研究迄今仍未開展。本項目將開展iDEP微流控器件中焦耳熱效應對流體流動、熱傳導、顆粒輸運影響的系統研究。結合實驗測量和三維數值模擬以探索三種典型iDEP微流控器件中的電熱流動效應，增強對iDEP器件中顆粒操控的深入了解和精確預測，更有效地實現不同顆粒的匯聚、捕捉、富集、分類等功能。通過建立相關流動和傳熱規律，避免電熱效應的負面效應並能進一步利用電熱效應，為iDEP微流控器件的設計、分析、控制和最佳化提供理論指導，以拓展針對細胞及生物分子的相關套用。
結題摘要
介電泳是微流控器件中廣泛用於操控顆粒、細胞和生物分子的一類強大工具。與傳統基於電極介電泳相比，基於絕緣結構介電泳（iDEP）微流控器件具有易於加工、抗電化學反應能力強、不易失效等優勢。本項目擬開展iDEP微流控器件中焦耳熱效應對流體流動、熱傳導、顆粒輸運影響的系統研究。根據項目實施計畫，本項目全面完成了研究目標，取得的重要進展包括：（1）發展了三維非定常熱電流動數值模型；（2）研究了基於儲液池/微通道複合結構的介電泳微流控器件中的焦耳熱效應；（3）研究了焦耳熱對電滲流入口流動的影響；（4）研究了納米尺度受限空間的離子及顆粒電動輸運規律；（5）研究了用於微納生物顆粒的高通量微流動操控機理與套用；（6）研究了受限微通道中可變形液滴的動力學行為。發表了15篇SCI論文，1篇EI論文，7篇論文為中國科學院SCI一區論文，其中一篇為ESI高引用論文HCP前3%論文，SCI總引用數135次。
