本申請(qǐng)屬于微流體，特別是涉及一種聲學(xué)微流控芯片制備方法及聲學(xué)微流體裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，得益于軟光刻等微納加工技術(shù)的發(fā)展,具有多種功能的微流控器件的制造取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，以實(shí)現(xiàn)芯片實(shí)驗(yàn)室集成。聲流控是一門(mén)涉及聲學(xué)、化學(xué)、流體物理、微電子和新材料的新興交叉科學(xué)，即將聲學(xué)與微流控技術(shù)結(jié)合，利用聲波作為驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)微通道內(nèi)流體或粒子的操縱。

2、聲流控器件主要包括微流體網(wǎng)絡(luò)與承載該網(wǎng)絡(luò)并傳播聲波的基板，其根據(jù)需要由不同材料制成，比如pdms(聚二甲基硅氧烷)、塑料、玻璃、金屬等。pdms是一種硅基彈性體，由于其許多理想的材料特性(例如，彈性、光學(xué)透明性、生物相容性、低自發(fā)熒光、出色的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等)，是微流體網(wǎng)絡(luò)的常用材料之一。聲流控器件制造的一個(gè)重要方面是微流體組件的密封。需要緊密密封才能正確注入和輸送液體而不會(huì)泄漏，避免外部和交叉污染，并在設(shè)備運(yùn)行期間保護(hù)敏感區(qū)域。如今，通常在pdms中創(chuàng)建微通道，然后通過(guò)用固體或柔性基板封閉它們來(lái)形成芯片。硅基基板(例如，玻璃或硅)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的表面活化，如氧等離子化，相對(duì)容易地與pdms鍵合，因此這些是密封微通道的最廣泛的方法。因?yàn)樵诨罨蚬δ芑膒dms和基板表面之間形成了不可逆的化學(xué)鍵，這種閉合方法被稱(chēng)為鍵合技術(shù)。然而，此方法只能應(yīng)用于部分材料。

3、聲人工結(jié)構(gòu)指的是一種人造結(jié)構(gòu)或材料，能夠控制聲波的反射、透射、吸收和傳輸。聲子晶體板是一種周期性的聲人工結(jié)構(gòu)，由薄板以及刻在表面的周期性柵格構(gòu)成。由于通常由金屬制成，難以通過(guò)氧等離子化的方法直接與pdms腔道鍵合。

4、目前現(xiàn)存的封裝方法主要包括簡(jiǎn)單的貼合或者嵌入式固定。構(gòu)建一個(gè)pdms腔壁與玻璃基底鍵合形成的微腔，再將聲子晶體板置于微腔中，微腔頂部再用一蓋玻片貼合在pdms腔壁上。不是聲子晶體板與微流腔道之間的直接結(jié)合；粘接力弱，容易漏液；嵌入式固定方法不夠靈活，安裝以及微型化困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、1.要解決的技術(shù)問(wèn)題

2、基于現(xiàn)有微流體腔道與聲子晶體板之間的封裝的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N聲學(xué)微流控芯片制備方法及聲學(xué)微流體裝置。

3、2技術(shù)方案

4、為了達(dá)到上述的目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N聲學(xué)微流控芯片制備方法，所述方法包括對(duì)聲子晶體板和微流體腔道進(jìn)行清洗后干燥，通過(guò)薄膜層將所述聲子晶體板和所述微流體腔道進(jìn)行連結(jié)。

5、本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N實(shí)施方式為：所述連結(jié)包括通過(guò)物理氣相沉積方法在所述聲子晶體板表面沉積的一層易與所述微流體腔道鍵合的所述薄膜層，再對(duì)所述聲子晶體板和所述微流體腔道待接合的表面進(jìn)行氧等離子處理，之后將所述聲子晶體板和所述微流體腔道貼合，形成不可逆鍵合。

6、本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N實(shí)施方式為：所述連結(jié)包括對(duì)所述薄膜層和所述微流體腔道待接合表面進(jìn)行氧等離子處理，之后貼合兩者，形成不可逆鍵合，得到封裝微流體腔道，再將所述封裝微流體腔道貼合在所述聲子晶體板上。

7、本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N實(shí)施方式為：所述薄膜層為sio2薄膜層。

8、本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N實(shí)施方式為：所述物理氣相沉積方法包括真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。

9、本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N實(shí)施方式為：所述連結(jié)包括分別在所述聲子晶體板和所述微流體腔道鍍所述薄膜層，再對(duì)鍍膜的所述聲子晶體板和鍍膜的所述微流體腔道待接合的表面進(jìn)行氧等離子處理，之后將鍍膜的所述聲子晶體板和鍍膜的所述微流體腔道貼合。

10、本申請(qǐng)還提供一種聲學(xué)微流體裝置，其特征在于：采用權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)聲學(xué)微流控芯片制備方法制備的聲學(xué)微流控芯片。

11、本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N實(shí)施方式為：包括依次連接的樣品遞送與收集模塊、所述聲學(xué)微流控芯片和超聲激勵(lì)模塊。

12、本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N實(shí)施方式為：所述樣品遞送與收集模塊包括相互連接的注射泵和收集組件，所述注射泵與所述微流體腔道連接，所述收集組件與所述微流體腔道連接。

13、本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N實(shí)施方式為：所述超聲激勵(lì)模塊包括依次連接的信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和超聲換能器，所述超聲換能器產(chǎn)生的聲波激發(fā)所述聲子晶體板產(chǎn)生共振聲場(chǎng)。

14、3.有益效果

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┑穆晫W(xué)微流控芯片制備方法及聲學(xué)微流體裝置的有益效果在于：

16、本申請(qǐng)?zhí)峁┑穆晫W(xué)微流控芯片制備方法，制備一種新的聲學(xué)微流體芯片，微流體腔道與聲子晶體板之間通過(guò)中間薄膜層連結(jié)一起，結(jié)合力強(qiáng)且設(shè)計(jì)靈活，安裝簡(jiǎn)便，從而實(shí)現(xiàn)聲子晶體板的良好封裝，以提供一種新型的封裝的聲學(xué)微流體芯片。

17、本申請(qǐng)?zhí)峁┑穆晫W(xué)微流控芯片制備方法，可直接將聲子晶體板與微流體腔道結(jié)合在一起，形成新型聲學(xué)微流控芯片。

18、本申請(qǐng)?zhí)峁┑穆晫W(xué)微流控芯片制備方法，結(jié)合力強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生漏液。

19、本申請(qǐng)?zhí)峁┑穆晫W(xué)微流控芯片制備方法，安裝簡(jiǎn)便，可進(jìn)行靈活組裝。

20、本申請(qǐng)?zhí)峁┑穆晫W(xué)微流體裝置，主要利用腔道內(nèi)入射流對(duì)顆粒的拖拽力、聲子晶體板共振聲場(chǎng)對(duì)顆粒的聲輻射力和共振聲場(chǎng)誘發(fā)的聲流對(duì)顆粒的拖拽力實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸、材料參數(shù)顆粒的操控。

技術(shù)特征：

1.一種聲學(xué)微流控芯片制備方法，其特征在于：所述方法包括對(duì)聲子晶體板和微流體腔道進(jìn)行清洗后干燥，通過(guò)薄膜層將所述聲子晶體板和所述微流體腔道進(jìn)行連結(jié)。

2.如權(quán)利要求1所述的聲學(xué)微流控芯片制備方法，其特征在于：所述連結(jié)包括通過(guò)物理氣相沉積方法在所述聲子晶體板表面沉積的一層易與所述微流體腔道鍵合的所述薄膜層，再對(duì)所述聲子晶體板和所述微流體腔道待接合的表面進(jìn)行氧等離子處理，之后將所述聲子晶體板和所述微流體腔道貼合，形成不可逆鍵合。

3.如權(quán)利要求1所述的聲學(xué)微流控芯片制備方法，其特征在于：所述連結(jié)包括對(duì)所述薄膜層和所述微流體腔道待接合表面進(jìn)行氧等離子處理，之后貼合兩者，形成不可逆鍵合，得到封裝微流體腔道，再將所述封裝微流體腔道貼合在所述聲子晶體板上。

4.如權(quán)利要求1所述的聲學(xué)微流控芯片制備方法，其特征在于：所述薄膜層為sio2薄膜層。

5.如權(quán)利要求2所述的聲學(xué)微流控芯片制備方法，其特征在于：所述物理氣相沉積方法包括真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。

6.如權(quán)利要求1所述的聲學(xué)微流控芯片制備方法，其特征在于：所述連結(jié)包括分別在所述聲子晶體板和所述微流體腔道鍍所述薄膜層，再對(duì)鍍膜的所述聲子晶體板和鍍膜的所述微流體腔道待接合的表面進(jìn)行氧等離子處理，之后將鍍膜的所述聲子晶體板和鍍膜的所述微流體腔道貼合。

7.一種聲學(xué)微流體裝置，其特征在于：采用權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)聲學(xué)微流控芯片制備方法制備的聲學(xué)微流控芯片。

8.如權(quán)利要求7所述的聲學(xué)微流體裝置，其特征在于：包括依次連接的樣品遞送與收集模塊、所述聲學(xué)微流控芯片和超聲激勵(lì)模塊。

9.如權(quán)利要求8所述的聲學(xué)微流體裝置，其特征在于：所述樣品遞送與收集模塊包括相互連接的注射泵和收集組件，所述注射泵與所述微流體腔道連接，所述收集組件與所述微流體腔道連接。

10.如權(quán)利要求8所述的聲學(xué)微流體裝置，其特征在于：所述超聲激勵(lì)模塊包括依次連接的信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和超聲換能器，所述超聲換能器產(chǎn)生的聲波激發(fā)所述聲子晶體板產(chǎn)生共振聲場(chǎng)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)屬于微流體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種聲學(xué)微流控芯片制備方法及聲學(xué)微流體裝置。目前現(xiàn)存的封裝方法主要包括簡(jiǎn)單的貼合或者嵌入式固定。構(gòu)建一個(gè)PDMS腔壁與玻璃基底鍵合形成的微腔，再將聲子晶體板置于微腔中，微腔頂部再用一蓋玻片貼合在PDMS腔壁上。不是聲子晶體板與微流腔道之間的直接結(jié)合；粘接力弱，容易漏液；嵌入式固定方法不夠靈活，安裝以及微型化困難。本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N聲學(xué)微流控芯片制備方法，所述方法包括對(duì)聲子晶體板和微流體腔道進(jìn)行清洗后干燥，通過(guò)薄膜層將所述聲子晶體板和所述微流體腔道進(jìn)行連結(jié)。可直接將聲子晶體板與微流體腔道結(jié)合在一起，形成新型聲學(xué)微流控芯片。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭海榮,黃來(lái)鑫,李飛,周娟,周偉,林爭(zhēng)榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30