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题名声场操控微颗粒图案化实验研究
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作者
李玉洋
宁宏阳
王紫阳
张福建
张忠强
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机构
江苏大学机械工程学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1233-1240,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12272151和92248301)。
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文摘
体声波(bulk acoustic wave,BAW)作为一种典型的声场操控方法,能够实现微颗粒三维方向上的直接排列,并因其优良的生物兼容性,在微小生物目标图案化排列方面展示出巨大的应用潜力.在组织工程和生物3D打印等相关应用领域中,微颗粒图案化排列的效率是最终成型质量的关键因素.尽管已有对图案化排列过程中微粒运动的理论描述,但由于微尺度下无法实施高精度测量,难以构建准确可靠的仿真模型,因此影响图案化排列效率的具体因素尚不明确.为了探究影响图案化排列效率的主要因素及其特征,本研究设计并构建了一套可视化实验平台.通过显微视觉系统,精确观察了BAW作用下微颗粒的运动行为以及单个微颗粒的状态变化,分析了压电陶瓷换能器驱动电压、悬浮液浓度、颗粒尺寸和液体黏度对排列时间的影响规律.结果表明,在特定范围内,微球悬浮液浓度的增加会导致排列时间略微延长,然而这种差异并不显著;对于直径范围在10~100μm之间的微球,其尺寸的增大有助于提高排列效率;相较于其他参数,液体黏度对排列效率的影响最为显著.本研究为基于BAW实现微颗粒图案化研究及相关应用提供了重要数据和设计指导,有助于推动生物医学和材料科学等相关领域的发展.
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关键词
体声波
微操作
聚苯乙烯微球
图案化效率
组织工程
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Keywords
bulk acoustic wave(BAW)
micromanipulation
polystyrene(PS)microsphere
patterning efficiency
tissue engineering
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分类号
TB559
[理学—声学]
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