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微米量级的流体操控特征

        微流控芯片中流体的操控尺度在微米量级,介于宏观尺度和纳米尺度之间,这种尺度下流体运动显示出二重性。一方面,微米尺度仍然远大于通常意义上分子的平均自由程,因此,对于其中的流体而言,连续介质定理成立,连续性方程可用,电渗和电泳淌度与尺寸无关。另一方面,相对于宏观尺度,微米尺度上的惯性力影响减小,黏性力影响增大,雷诺数变小(通常在10- 6 ~101之间) ,层流特点明显,传质过程从以对流为主转为以扩散为主,并且面体比增加,黏性力,表面张力及换热等表面作用增强,边缘效应增大,三维效应不可忽略。与此同时,微米尺度和纳米尺度又有很多重要的区别。在纳米尺度下,物体的尺寸和分子平均自由程相近,因此电泳淌度变得和横截面尺寸有关。偶电层电荷重叠,电渗减少,进而影响到给予流体的动量。此外,空间的压缩会改变大分子的形状,大分子的淌度也将受到非平面流速矢量场的影响,最终导致对流体的控制相对困难。

手持式PDMS打孔器