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题名微颗粒声操控的理论及试验
被引量：1
- 1
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作者
芦小龙
赵康东
沈晖
王志文
王乐
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机构
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
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出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1057-1062,1227,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51975278)
中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(NS2019009)
+1 种基金
机械结构力学及控制国家重点实验室基金资助项目(MCMS-I-0318Y01)
江苏省自然科学基金资助项目(BK20181292)。
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文摘
介绍了一种用于操控微纳粒子运动的声流场计算理论及试验验证方法。引入摄动理论,将固体边界的超声振动作为扰动量,用于计算液体质点的一阶声压和振动速度变化;进一步转化为引起流体流动的负载作用力,用于计算二阶流场中的流速变化,最终得到经过时间平均后的流场分布情况。有限元计算结果表明,微结构边界的超声振动引起了特定模式的流场流动,并且在微结构附近的液体流动速度明显高于其他位置,可以用于微纳颗粒在局部位置的精准操控。利用直径10μm的聚苯乙烯颗粒进行了试验验证,基本证实了声流场计算理论的准确性。基于摄动理论构建的声流场计算模型,有效解决了复杂边界的超声振动与流场流动的耦合计算问题,对下一步设计具有精准操控功能的声操控型微纳作动器具有较好的指导意义。
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关键词
超声
声流场
摄动理论
有限元
微颗粒操控
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Keywords
ultrasound
acoustofluidics
perturbation theory
finite element method
micro manipulation
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分类号
O368
[理学—流体力学]
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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题名声操控型微流控芯片的加工与测试技术
被引量：1
- 2
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作者
芦小龙
魏莹
欧欢
赵聪
施陆锴
钱丰
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机构
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
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出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2023年第2期209-214,404,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51975278)
江苏省自然科学基金资助项目(BK20181292)
+1 种基金
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室自主研究课题资助项目(MCMS-I-0321G01)
南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金资助项目(kfjj20200107)。
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文摘
介绍了一种声操控型微流控芯片的加工方法与测试技术。首先,基于声操控型微流控芯片的工作原理和功能需求设计了硬质微流控芯片的基本结构,采用激光切割方法实现了聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称PMMA)材质开放边界微流道的加工,采用数控加工(computerized numerical control,简称CNC)精雕方法实现了封闭边界微流道的加工,通过光固化型(ultra violet,简称UV)胶实现了硬质微流道与基板的室温封接,利用表面改性技术与毛细作用实现了芯片的无泵进样;其次,研究了不同加工工艺、工艺参数对微流道形貌的影响;最后,依据声操控微颗粒需求,综合仿真分析、阻抗测试及多普勒激光测振,选定了声操控型微流控芯片的工作频率,实现了微纳物体运动控制。该微流控芯片具有成本低、加工效率高及易于调整微流道结构的优点,在微纳操控、微纳制造和生化检测方面拥有广阔的应用前景。
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关键词
微流控
微细加工
压电作动
超声
微颗粒操控
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Keywords
microfluidic
micromachining
piezoelectric actuation
ultrasound
micromanipulation
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分类号
TH132
[机械工程—机械制造及自动化]
TB559
[理学—声学]
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题名声操控微粒研究进展
被引量：9
- 3
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作者
蔡飞燕
孟龙
李飞
郑海荣
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机构
劳特伯生物医学成像研究中心
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出处
《应用声学》
CSCD
北大核心
2018年第5期655-663,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(11674346,11774369,11674347,11534013),深圳基础研究计划项目(JCYJ20170818163258397)
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文摘
声操控微粒是利用声波与微粒之间动量和能量交换产生的声辐射力操纵微粒的运动,具有非接触、生物兼容性好、无需对微粒进行化学生物标记、装置简单易集成等优点,在精密制造、精准医疗等领域具有广阔的应用前景,是当前操控领域的研究热点。该文主要综述最近十年声辐射力理论研究、声场调控方法以及微粒操控形式等方面的研究工作,并对声操控的未来发展方向进行了展望。
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关键词
声辐射力
声操控微纳颗粒
超声微流控
声镊
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Keywords
Acoustic radiation force
Acoustic manipulation
Acoustofluidics
Acoustic tweezers
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分类号
O424
[理学—声学]
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题名基于压电悬臂梁低频振动的微颗粒聚集
- 4
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作者
刘家铭
杨金兰
黄俊
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机构
江苏大学流体机械工程技术研究中心
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出处
《压电与声光》
CAS
北大核心
2022年第6期961-964,980,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51605200)。
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文摘
微颗粒操控技术以其控制精确,成本低及简洁高效的特点,在生物医学工程和微纳米器件制造领域有广阔的应用前景。传统操控方法对无磁性、无导电性及大密度固体微颗粒的操控存在不足。因此,该文提出一种基于压电悬臂梁低频振动的微颗粒操控系统,利用流场底部流动实现微颗粒的聚集。聚集显微实验表明,压电振子的低频振动激发流场底部流动,使培养皿底部的球型氧化铝颗粒向目标区域移动和聚集,并在122 s时达到稳定状态。对试验结果进行图像处理,结果表明,微颗粒稳定聚集后的聚集面积为79 405μm^(2)。该操控方法可实现大密度微颗粒的聚集,且聚集范围大,可为微纳器件制造提供参考。
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关键词
微流控技术
压电悬臂梁
压电效应
微颗粒操控
悬臂梁振动
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Keywords
microfluidic technology
piezoelectric cantilever beam
piezoelectric effect
microparticle manipulation
cantilever beam vibration
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分类号
TN603.5
[电子电信—电路与系统]
TB123
[理学—工程力学]
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