微流体混合器的研究现状

        随着微机电系统(MEMS)的快速发展，基于硅结构的微流体控制系统(MieroFluidieeontrollingSystem，简称FCS)由于具有尺寸微小、无效体积小、功耗低、控制精度高、响应速度快、易于小型化和自动化、效率高等特点川，已成为MEMS研究应用中的一个重要分支。这种微型化、集成化的微流体控制系统在微量化学分析与检测、微总分析系统(TAS)、微量液体或气体配给、打印机喷墨阵列、IC芯片的散热与冷却、微型部件的润滑等领域都有着广阔的应用前景川。微混合器作为微流体控制系统的一个重要组成部分，已经在国内外引起了广泛的研究兴趣。本文简单介绍了微混合器，主要综述了微混合器的国内外研究现状及其混合机理，对微混合器研究中所遇到几个问题加以讨论，展望了微混合器的研究前景。

　1.　微流体混合器及其研究现状

　　微米到毫米级的微混合器是一种利用现代微制造技术在硅晶片或薄塑料片上制作成百上千个微通道或者微喷嘴，使流体分成数千股细微流束并迅速混合的微型流体混合机械，它可以在极短时间内实现不同流体的棍合。这些微混合器一般来说都是平面结构。由于微型混合器的体积小、结构复杂且紧凑，需要一些特殊的加工方法来实现设计要求，目前　　常用的加工技术主要有:硅的湿式和干式蚀刻，Liga过程，注模技术，玻璃湿式蚀刻法等。另外，还要采用表面切割、打磨、钻孔、冲压以及线切割、电弧切割、激光加工等加工技术。　　微混合器主要用作生物化学分析仪器的微传感器以及用于生物芯片和微量化学分析与检测系统中的不同检体、不同试剂之间的混合;还用于药物的快速混合和微量注射;在第2代能源系统中的微燃烧器和微燃气透平等方面，微混合器也有着广阔的应用前景;还可应用于传统的化学工程以及生物化学过程的反应过程，替代现有的反应器，从而极大地提高反应速度，减小设备体积和降低成本。

　　微混合器有被动微混合器和主动微混合器。

　　1:1被动微混合器

　　被动式微混合器是通过流体的被动流动实现迅速混合。在国内，对于微混合器的研究刚刚起步，徐溢等川提到的微混合器是一种典型的被动微混合器。如图1所示，不同流体分别从A、BZ个人口注人，其微结构采用了多层流的混合机理，利用分散混合设计，通过管路的几何交叉将液流裂分成小组分，并以小的分流重新汇合，从而产生更大的界面区域，实现更有效的混合。微混合器的体积仅仅为0053拜L，由瑞士Giba公司按作者设计要求制作。