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国家自然科学基金(51075087)

作品数:10 被引量:8H指数:2
相关作者:姜洪源任玉坤李姗姗陶冶侯珍秀更多>>
相关机构:哈尔滨工业大学浙江大学更多>>
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相关领域:理学机械工程金属学及工艺自动化与计算机技术更多>>

文献类型

  • 10篇中文期刊文章

领域

  • 5篇理学
  • 2篇金属学及工艺
  • 2篇机械工程
  • 1篇化学工程
  • 1篇自动化与计算...

主题

  • 3篇GOLD
  • 2篇乙烯
  • 2篇微球
  • 2篇聚苯
  • 2篇聚苯乙烯
  • 2篇聚苯乙烯微球
  • 2篇苯乙烯
  • 2篇SU-8
  • 2篇操控
  • 1篇低频
  • 1篇电极
  • 1篇电极系统
  • 1篇电流
  • 1篇电渗
  • 1篇电渗流
  • 1篇双电层
  • 1篇转矩
  • 1篇微操作
  • 1篇微观形貌
  • 1篇微机电系统

机构

  • 7篇哈尔滨工业大...
  • 6篇浙江大学

作者

  • 6篇任玉坤
  • 6篇姜洪源
  • 3篇李姗姗
  • 3篇陶冶
  • 2篇侯珍秀
  • 1篇霍彦婷
  • 1篇侯立凯
  • 1篇姜洪原
  • 1篇敖宏瑞
  • 1篇韩晓军
  • 1篇孙永军
  • 1篇于东

传媒

  • 3篇物理学报
  • 2篇Chines...
  • 1篇哈尔滨工业大...
  • 1篇机械工程学报
  • 1篇哈尔滨工程大...
  • 1篇Scienc...
  • 1篇中国科学:技...

年份

  • 2篇2013
  • 8篇2011
10 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
Automatic microcircuit formation based on gold-coated SU-8 microrods via dielectrophoresis被引量:1
2013年
To explore the application of the characteristics of metallic microparticles, alternating current electric trapping of the SU-8 microrods coated with a thin gold layer by the chemical approach is investigated. Positive dielectrophoresis is used to absorb the gold-coated SU-8 microrods at the edge of the parallel electrodes, thereby forming chains to connect the electrodes. This is a fast automatic microcircuit formation process. Moreover, a non-charged molecule is modified on the surface of the gold-coated SU-8 microrod, and the modified microrods are controlled by the alternating electric field to form a number of chains. The different chains between the parallel electrodes consist of various parallel circuits. In order to compare these chains with different electric surfaces, the impedances of the metallic and modified microrods are measured and compared, and the results show that the gold-coated microrods act as pure resistors, while the microrods functionalized by a non-charged molecule behave as good capacitors.
任玉坤陶冶侯立凯姜洪源
关键词:SU-8化学方法交变电流
微系统中转矩及电渗流作用下的微粒子电动旋转操控
2011年
微粒子的电动旋转操控是表征分散系中微粒子介电特性的有效方法.低雷诺数微系统中,以Maxwell-Wagner极化理论为基础,进行了转矩作用下的微粒子电动旋转机理研究,推导了此机理作用下微粒子电动旋转峰值速度所对应的特征频率,分析了弛豫时间对粒子旋转方向的影响,对转矩作用下的微粒子电动旋转速度进行仿真;以双电层理论为基础,对电渗流导致的微粒子电动旋转机理进行定性分析,提出具有金修饰的粒子表面更适合电渗流作用下的电动旋转研究.分别以羧基修饰的聚苯乙烯微球以及表面被金修饰的聚苯乙烯微球为操控对象,进行电动旋转实验研究.结果表明,羧基修饰的聚苯乙烯微球电动旋转方向与电场相反,其速度峰值对应频率较高,转矩起主导作用;而表面被金修饰的聚苯乙烯微球电动旋转方向与电场相同,其速度峰值对应频率较低,电渗流起主导作用.
姜洪源任玉坤陶冶
关键词:微系统转矩电渗流
交流电场作用下具有导电率梯度的两相微流体驱动
2011年
为探讨微通道内多相流体驱动路径的控制方法,进行具有导电率梯度的交流电场致两相流体驱动实验,对沉积在微通道底部的指型交叉电极施加交流电信号,发现具有高导电率的流体会将低导电率流体挤出通道,并且占据整个通道,当不加电信号时,两相流体流动路径恢复初始状态.建立实验系统的二维理论模型,对两相流体交界面处由于电场与导电率梯度综合作用产生的净电荷和库仑力进行了推导,分析实验机理.利用电荷守恒方程、对流扩散方程以及Navier-Stokes方程对实验进行数值分析,通过仿真求解,得出微通道内流体的瞬时以及稳态变化规律,并重点分析频率对于两相流体控制过程的影响.结果表明:通过合理配制两相流体的导电率梯度,施以交流电场,能够有效控制两相微流体的流动路径,能够实现芯片在实验室系统中的多模块集成.
姜洪原任玉坤A.Ramos
表面镀金微球电动旋转操控
2011年
表面为良导体微球的电动旋转研究是一项对无标记生物传感器开发等领域具有重要意义的新技术,未见相关报道.采用化学镀金方法,分别在直径为15和25μm的聚苯乙烯微球表面包裹一层厚度约50 nm的金膜,并将此表面镀金微球作为研究对象,进行电动旋转实验研究.实验结果表明,低频段(100 Hz^100 kHz)表面镀金聚苯乙烯微球作与电场反向的电动旋转运动,且相同条件下,对应最大旋转速度高于表面未修饰聚苯乙烯微球.以行波交流电渗及诱导电渗理论为基础,对表面镀金聚苯乙烯微球的电动旋转现象进行定性分析,并通过纳米荧光粒子实验表征镀金微球周围的流体流动现象,验证了定性分析的合理性.推导了行波交流电渗导致的表面镀金聚苯乙烯微球的电动旋转速度公式,并与实验结果进行对比分析,二者具有较好的一致性.
姜洪源任玉坤韩晓军陶冶李姗姗
基于三电层模型的交流电渗流速分析被引量:1
2011年
微通道内交流电渗微泵的流速与电极表面双电层的结构与电荷分布密切相关,根据传统双电层理论和交流电渗速度公式可以预测交流电渗流速分布和速度峰值处的转折频率。试验发现,由此得出的交流电渗流速峰值比试验值大数倍。考虑紧密层和中间层厚度对交流电渗流的影响,提出三电层模型,给出三电层等效厚度和等效相对介电常数的求解方法,对传统的交流电渗速度公式进行修正,得出修正后的时间平均流速、位置平均流速和转折频率表达式。以宽度和间距均为20?m的平行电极阵列为试验对象,对其施加相位差90°的四相行波电场,用电荷耦合元件(Charge-coupled device,CCD)记录流场中荧光粒子的轨迹并用micro-PIV方法计算流场速度。设置不同的电层厚度参数对试验进行仿真。结果表明,紧密层厚度为几个溶剂分子大小(0.5 nm),而且中间层厚度为电极表面微观起伏高度(5 nm)时,仿真和试验结果非常接近,这表明三电层模型和修正后流速公式的有效性。
李姗姗敖宏瑞侯珍秀姜洪源
表面镀金SU-8微柱的低频电动旋转特征
2013年
依据传统Maxwell-Wagner界面极化理论,金属微纳米粒子由于具有极高电导率,在旋转电场作用下无明显电旋转运动.然而,本文针对镀金SU-8微柱开展实验研究,发现镀金微柱在低频条件下的快速旋转运动现象.据此,通过考虑镀金微柱表面双电层效应,理论分析并实验验证镀金微柱的低频电旋转特征.首先,建立电场中微柱的近似椭球模型,分析固-液接触面双电层作用下的金属粒子极化机理,推导旋转电场作用下镀金微柱的转矩公式及电旋转角速度公式.其次,搭建实验平台,分别对镀金微柱在三种不同电导率溶液、100 Hz—30 MHz频率范围内的电旋转特征进行对比实验研究.最后,对实验结果进行分析和讨论,并通过考虑镀金微柱与基底之间摩擦作用等因素,验证实验研究与理论研究的一致性.
侯立凯任玉坤姜洪源
关键词:双电层微流控
Manipulation of gold coated microspheres using electrorotation被引量:2
2011年
The electrorotation of microspheres coated with conductive surface is a novel and important technology for label-free biosensors. Using the electroless plating approach, the polystyrene microspheres with 15 μm and 25 μm in diameters were coated with 50 nm gold layer in thickness. The electrorotation experiments on those gold coated polystyrene microspheres (GCPMs) were carried out. The results showed that they rotated in the opposite direction of the electric field in a low frequency range (100-100 kHz), and the maximum rotation speed was higher than that of uncoated microspheres. Based on the theory of traveling wave electroosmosis(TWEO) and induced charge electroosmosis (ICEO), the electrorotation of GCPMs was quantitively analyzed and confirmed by observing the fluid flow around GCPM. The equations describing the electroration speed of GCPMs were proposed, which are consistent with the experiment results.
JIANG HongYuanREN YuKunHAN XiaoJunTAO YeLI ShanShan
关键词:微操作聚苯乙烯微球
点面电极系统高频流体驱动机理
2011年
为了研究交流电场作用下微流体高频驱动机理,以点面电极系统为基础,进行了高于驰豫频率范围的交流电动微流体驱动实验,发现了这一范围内的明显流体流动现象.指出电热效应是点面电极系统中产生高频微流体流动的主要因素,分析了电热效应对点面电极系统中电导率分布的影响.以点面电极系统中的电荷守恒方程、传导与扩散方程、Navier-Stokes方程以及热对流和传导方程为基础,对点面电极系统高频流体驱动过程进行耦合及数值仿真分析,给出了点面电极系统中电场、温度场以及速度场的分布曲线.分析了电压、频率等因素对于高频流体驱动速度的影响,并与实验结果进行了对比分析.结果表明,点面电极系统中,交流电热效应导致的点面电极之间的电导率梯度与电场的综合作用,是该系统高频流体驱动的主要因素,机理分析与实验结果具有较好的一致性.
姜洪源任玉坤于东霍彦婷陶冶Antonio Ramos
非对称电极表面微观形貌对交流电渗流速的影响被引量:4
2011年
经典交流电渗理论是利用电场进行非机械式微流体驱动的基础.传统理论交流电渗理论以双电层理论为基础,通过耦合电场方程以及流场方程得到微电极表面交流电渗流速表达式,通常与实验流速相差较大.以电极表面微观形貌对交流电渗流速的影响为研究目标,定义微电极表面粗糙度为微观形貌特征参数,建立了等效双电层模型,并对传统交流电渗流速公式进行了修正.理论并仿真分析了表面粗糙度对于交流电渗流速的影响,利用非对称电极对交流电渗微流体驱动进行了实验研究,并进行对比分析.结果表明,理论分析与实验结果具有较好的一致性.
姜洪源李姗姗侯珍秀任玉坤孙永军
Microwire formation based on dielectrophoresis of electroless gold plated polystyrene microspheres被引量:1
2011年
Microspheres coated with a perfectly conductive surface have many advantages in the applications of biosensors and micro-electromechanical systems.Polystyrene microspheres with the diameter of 10 μm were coated with a 50 nmthick gold layer using an electroless gold plating approach.Dielectrophoresis(DEP) for bare microspheres and shelled microspheres was theoretically analysed and the real part of the Clausius-Mossotti factor was calculated for the two kinds of microspheres.The experiments on the dielectrophoretic characterisation of the uncoated polystyrene microspheres and gold coated polystyrene microspheres(GCPMs) were carried out.Experimental results showed that the gold coated polystyrene microspheres were only acted by a positive dielectrophoretic force when the frequency was below 40M Hz,while the uncoated polystyrene microspheres were governed by a negative dielectrophoretic force in this frequency range.The gold coated polystyrene microspheres were exploited to form the microwire automatically according to their stable dielectrophoretic and electric characterisations.
姜洪源任玉坤陶冶
关键词:聚苯乙烯微球MICROWIRE化学镀金微机电系统
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