前言

基于微滴的微流控技術(shù)已成為一種用途廣泛的工具，在生物化學(xué)分析與合成等諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，而微滴的產(chǎn)生和操控是這些應(yīng)用的基礎(chǔ)。基于聲學(xué)的微滴操控技術(shù)已展現(xiàn)出良好的生物相容性和大范圍可調(diào)節(jié)性的優(yōu)勢。

近期，來自 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院的研究團(tuán)隊 ，就針對上述方向進(jìn)行了 液滴微流控相關(guān)研究 ，該研究成果 發(fā)表在物理與天體物理領(lǐng)域國際期刊 《PHYSICAL REVIEW APPLIED》 中，今天Aigtek就給大家深入分享一下。

實驗名稱：

ATA-1372A寬帶放大器在 超聲驅(qū)動噴嘴微液滴制備系統(tǒng) 中的應(yīng)用

實驗方向：

液滴微流控

實驗設(shè)備：

ATA-1372A寬帶放大器、 高速相機(jī)，信號發(fā)生器，示波器、上位機(jī)等

實驗內(nèi)容：

本實驗 設(shè)計了一種集成了微液滴高通量制備和定向分配功能的超聲驅(qū)動噴嘴系統(tǒng)，仿真和實驗分析了該系統(tǒng)的工作機(jī)理，為高集成度、高可控性的微液滴操控系統(tǒng)設(shè)計提供了新思路

實驗過程：

該超聲驅(qū)動噴嘴系統(tǒng)主要由毛細(xì)管噴嘴、PZT換能器、寬帶放大器、信號源組成。當(dāng)PZT換能器被施加交流電信號時，換能器產(chǎn)生聲波，聲波通過毛細(xì)管傳遞到噴嘴尖端，噴嘴中的液體被泵出。調(diào)制后的脈沖聲波傳遞到液相時，會產(chǎn)生間斷聲流，此時，控制聲波的驅(qū)動時間可以調(diào)控噴嘴流出的水量，即形成的液滴的大小。

同時，當(dāng)輸入頻率改變時，噴嘴以不同的模態(tài)振動，從而產(chǎn)生不同方向的聲流形式。利用不同方向的聲流對液滴施加不同方向牽引力，將它們引導(dǎo)到相應(yīng)的位置.

實驗結(jié)果：

除了超聲驅(qū)動時間外，液滴的尺寸也可能由驅(qū)動振幅決定。因此，通過控制驅(qū)動時間和振幅來綜合調(diào)控液滴的尺寸，實現(xiàn)了寬范圍，高通量的液滴制備系統(tǒng)。除了產(chǎn)生液滴外，還可以利用可控的聲流將液滴引導(dǎo)到不同的位置。

通過改變輸入聲波頻率，可以使液滴的運動方向由左向右改變。在不同的頻率下，噴嘴的振動模式不同，從而產(chǎn)生相應(yīng)的流體狀態(tài)。基于這一機(jī)制，我們可以通過調(diào)節(jié)聲波頻率來控制液滴分配至不同的腔室。