CAJ | 학술논문

针对目前数字微流控芯片驱动电压比较高的问题,本文对比传统的驱动电极结构,研制了一种可以降低驱动电压的半月形驱动电极数字微流控芯片.首先,基于介电湿润原理,分析微液滴所受介电湿润力和微液滴接触圆上有效三相接触线所对应弦长的关系.接着,对比分析了传统的方形、叉齿形驱动电极与提出的半月形驱动电极上液滴有效三相接触线所形成的弦长大小;分析得出3种驱动电极结构中半月形驱动电极所形成的有效弦长最大,从而表明半月形驱动电极的数字微流控芯片上介电驱动力最大.最后,利用设计制作的3种驱动电极介电湿润芯片分别实验验证驱动液滴的效果.结果表明,所研制的半月形驱动电极数字微流控芯片的最小驱动电压分别比方形和叉齿形驱动电极芯片降低了约37％和67％.另外,当有效驱动电压为60 V时,半月形驱动电极芯片上2μL去离子水微液滴的速度约为10 cm/s,分别是方形与叉齿形驱动电极芯片上液滴速度的3倍和2倍.得到的实验数据证明了半月形驱动电极数字微流控芯片实现了降低芯片驱动电压的目的.
침대목전수자미류공심편구동전압비교고적문제,본문대비전통적구동전겁결구,연제료일충가이강저구동전압적반월형구동전겁수자미류공심편.수선,기우개전습윤원리,분석미액적소수개전습윤력화미액적접촉원상유효삼상접촉선소대응현장적관계.접착,대비분석료전통적방형、차치형구동전겁여제출적반월형구동전겁상액적유효삼상접촉선소형성적현장대소;분석득출3충구동전겁결구중반월형구동전겁소형성적유효현장최대,종이표명반월형구동전겁적수자미류공심편상개전구동력최대.최후,이용설계제작적3충구동전겁개전습윤심편분별실험험증구동액적적효과.결과표명,소연제적반월형구동전겁수자미류공심편적최소구동전압분별비방형화차치형구동전겁심편강저료약37％화67％.령외,당유효구동전압위60 V시,반월형구동전겁심편상2μL거리자수미액적적속도약위10 cm/s,분별시방형여차치형구동전겁심편상액적속도적3배화2배.득도적실험수거증명료반월형구동전겁수자미류공심편실현료강저심편구동전압적목적.