本文主要研究内容
作者吕红艳（2019）在《基于介电效应的微液滴驱动研究》一文中研究指出：介电效应作为微流控中重要的液滴驱动技术,是通过不均匀电场使液滴产生极化偶极矩,受介电力达到形变或移动效果。因对微液滴具有较强的操纵能力,介电效应不仅在数字微流控中崭露头角,在液体变焦透镜中也备受研究者们的青睐。作为微流控光学器件的典型代表,变焦液体透镜采用液体作为光学介质,利用微流控技术控制并改变液-液或液-气界面形状达到自动变焦的目的。液体透镜具有响应速度快、结构紧凑、成本低、功耗小、易集成等优势,在便携式摄像头、成像技术、医用内窥镜等领域有着广阔的应用前景。但现有的液体透镜多采用导电液体和直接加压法来实现焦距调控,普遍存在热稳定性差、工作温度范围窄、驱动电压高等缺点。本文基于液滴受到介电效应(不均匀电场产生极化作用)产生的介电力作用,从而改变形状和引发运动状态改变的现象,设计并制作了一款微型介电液体透镜。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)针对以往液体透镜多使用导电盐溶液,存在的易电解、产生气泡、温度限制以及蒸发等问题,本文使用更稳定的透明介电液体来替代导电溶液。介电液体本身不导电或非良导体的特性,可以避免驱动过程中的电解击穿,而且介电液体可选择范围更广,性质更稳定。利用非均匀电场产生的介电力可增强和控制介电液体的润湿性,来达到操控液滴形变和位移的效果。同时,实验对比了常见的四种介电液体的驱动效果。(2)对基于介电效应的微液滴驱动的影响因素进行了实验研究。通过实验探讨了电极图形、介电层厚度、介电液滴对驱动效果的影响,确定了最优参数组合。电极形状是产生不均匀电场的必要条件,本文针对液滴的横向扩散和圆形扩散分别设计了交错结构和叉指结构电极,并将之运用于离散化液滴驱动和液体透镜中,均达到预期效果。使用旋涂法制备的5μm厚的PDMS薄膜,同时起到介电层和疏水层的双重作用,既能增大初始接触角,又利于液滴形状改变。(3)针对以往直接加压的驱动方式,本文改进为调频加压的方法,使得液滴初始驱动电压大大降低。此方法是电压与频率同时作用于液滴的驱动效果,较之以往单一研究电压对驱动效果的影响更进一步。同时简单的外部电路也便于集成化和微型化。在此基础上完成了数字微流控芯片涉及到的液滴传输、分裂、融合等多项操控。(4)对比常用液体透镜驱动方式及其机械结构,本文设计并制作了一款基于调频法的介电液体透镜。采用有机材料封装成经典的圆形结构,根据几何光学理论对介电效应液体变焦透镜的焦距及成像质量进行了研究。实验验证了外加频率与电压幅值、频率与接触角、频率与焦距和孔径间的相互作用关系。该介电效应液体透镜具有体积小巧,回复性和变焦效果良好的优点,可变焦距在6~8cm,响应时间约为375ms,功耗约为17.7mW。
Abstract
jie dian xiao ying zuo wei wei liu kong zhong chong yao de ye di qu dong ji shu ,shi tong guo bu jun yun dian chang shi ye di chan sheng ji hua ou ji ju ,shou jie dian li da dao xing bian huo yi dong xiao guo 。yin dui wei ye di ju you jiao jiang de cao zong neng li ,jie dian xiao ying bu jin zai shu zi wei liu kong zhong chan lou tou jiao ,zai ye ti bian jiao tou jing zhong ye bei shou yan jiu zhe men de qing lai 。zuo wei wei liu kong guang xue qi jian de dian xing dai biao ,bian jiao ye ti tou jing cai yong ye ti zuo wei guang xue jie zhi ,li yong wei liu kong ji shu kong zhi bing gai bian ye -ye huo ye -qi jie mian xing zhuang da dao zi dong bian jiao de mu de 。ye ti tou jing ju you xiang ying su du kuai 、jie gou jin cou 、cheng ben di 、gong hao xiao 、yi ji cheng deng you shi ,zai bian xie shi she xiang tou 、cheng xiang ji shu 、yi yong nei kui jing deng ling yu you zhao an kuo de ying yong qian jing 。dan xian you de ye ti tou jing duo cai yong dao dian ye ti he zhi jie jia ya fa lai shi xian jiao ju diao kong ,pu bian cun zai re wen ding xing cha 、gong zuo wen du fan wei zhai 、qu dong dian ya gao deng que dian 。ben wen ji yu ye di shou dao jie dian xiao ying (bu jun yun dian chang chan sheng ji hua zuo yong )chan sheng de jie dian li zuo yong ,cong er gai bian xing zhuang he yin fa yun dong zhuang tai gai bian de xian xiang ,she ji bing zhi zuo le yi kuan wei xing jie dian ye ti tou jing 。ben wen de yan jiu nei rong zhu yao bao gua yi xia ji ge fang mian :(1)zhen dui yi wang ye ti tou jing duo shi yong dao dian yan rong ye ,cun zai de yi dian jie 、chan sheng qi pao 、wen du xian zhi yi ji zheng fa deng wen ti ,ben wen shi yong geng wen ding de tou ming jie dian ye ti lai ti dai dao dian rong ye 。jie dian ye ti ben shen bu dao dian huo fei liang dao ti de te xing ,ke yi bi mian qu dong guo cheng zhong de dian jie ji chuan ,er ju jie dian ye ti ke shua ze fan wei geng an ,xing zhi geng wen ding 。li yong fei jun yun dian chang chan sheng de jie dian li ke zeng jiang he kong zhi jie dian ye ti de run shi xing ,lai da dao cao kong ye di xing bian he wei yi de xiao guo 。tong shi ,shi yan dui bi le chang jian de si chong jie dian ye ti de qu dong xiao guo 。(2)dui ji yu jie dian xiao ying de wei ye di qu dong de ying xiang yin su jin hang le shi yan yan jiu 。tong guo shi yan tan tao le dian ji tu xing 、jie dian ceng hou du 、jie dian ye di dui qu dong xiao guo de ying xiang ,que ding le zui you can shu zu ge 。dian ji xing zhuang shi chan sheng bu jun yun dian chang de bi yao tiao jian ,ben wen zhen dui ye di de heng xiang kuo san he yuan xing kuo san fen bie she ji le jiao cuo jie gou he cha zhi jie gou dian ji ,bing jiang zhi yun yong yu li san hua ye di qu dong he ye ti tou jing zhong ,jun da dao yu ji xiao guo 。shi yong xuan tu fa zhi bei de 5μmhou de PDMSbao mo ,tong shi qi dao jie dian ceng he shu shui ceng de shuang chong zuo yong ,ji neng zeng da chu shi jie chu jiao ,you li yu ye di xing zhuang gai bian 。(3)zhen dui yi wang zhi jie jia ya de qu dong fang shi ,ben wen gai jin wei diao pin jia ya de fang fa ,shi de ye di chu shi qu dong dian ya da da jiang di 。ci fang fa shi dian ya yu pin lv tong shi zuo yong yu ye di de qu dong xiao guo ,jiao zhi yi wang chan yi yan jiu dian ya dui qu dong xiao guo de ying xiang geng jin yi bu 。tong shi jian chan de wai bu dian lu ye bian yu ji cheng hua he wei xing hua 。zai ci ji chu shang wan cheng le shu zi wei liu kong xin pian she ji dao de ye di chuan shu 、fen lie 、rong ge deng duo xiang cao kong 。(4)dui bi chang yong ye ti tou jing qu dong fang shi ji ji ji xie jie gou ,ben wen she ji bing zhi zuo le yi kuan ji yu diao pin fa de jie dian ye ti tou jing 。cai yong you ji cai liao feng zhuang cheng jing dian de yuan xing jie gou ,gen ju ji he guang xue li lun dui jie dian xiao ying ye ti bian jiao tou jing de jiao ju ji cheng xiang zhi liang jin hang le yan jiu 。shi yan yan zheng le wai jia pin lv yu dian ya fu zhi 、pin lv yu jie chu jiao 、pin lv yu jiao ju he kong jing jian de xiang hu zuo yong guan ji 。gai jie dian xiao ying ye ti tou jing ju you ti ji xiao qiao ,hui fu xing he bian jiao xiao guo liang hao de you dian ,ke bian jiao ju zai 6~8cm,xiang ying shi jian yao wei 375ms,gong hao yao wei 17.7mW。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自重庆理工大学的吕红艳，发表于刊物重庆理工大学2019-07-16论文，是一篇关于微流控论文,介电效应论文,液滴驱动论文,液体透镜论文,重庆理工大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自重庆理工大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：微流控论文; 介电效应论文; 液滴驱动论文; 液体透镜论文; 重庆理工大学2019-07-16论文;