ATA-1372A寬帶放大器在超聲驅動(dòng)噴嘴微液滴制備系統中的應用

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(zhù)廣泛應用，而微滴的產(chǎn)生和操控是這些應用的基礎?；诼晫W(xué)的微滴操控技術(shù)已展現出良好的生物相容性和大范圍可調節性的優(yōu)勢。

近期，來(lái)自 上海交通大學(xué)機械與動(dòng)力工程學(xué)院的研究團隊 ，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(shí)驗名稱(chēng)：

ATA-1372A寬帶放大器在 超聲驅動(dòng)噴嘴微液滴制備系統 中的應用

實(shí)驗方向：

液滴微流控

實(shí)驗設備：

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

實(shí)驗內容：

本實(shí)驗 設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動(dòng)噴嘴系統，仿真和實(shí)驗分析了該系統的工作機理，為高集成度、高可控性的微液滴操控系統設計提供了新思路

實(shí)驗過(guò)程：

該超聲驅動(dòng)噴嘴系統主要由毛細管?chē)娮?、PZT換能器、寬帶放大器、信號源組成。當PZT換能器被施加交流電信號時(shí)，換能器產(chǎn)生聲波，聲波通過(guò)毛細管傳遞到噴嘴尖端，噴嘴中的液體被泵出。調制后的脈沖聲波傳遞到液相時(shí)，會(huì )產(chǎn)生間斷聲流，此時(shí)，控制聲波的驅動(dòng)時(shí)間可以調控噴嘴流出的水量，即形成的液滴的大小。

同時(shí)，當輸入頻率改變時(shí)，噴嘴以不同的模態(tài)振動(dòng)，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，將它們引導到相應的位置.

實(shí)驗結果：

除了超聲驅動(dòng)時(shí)間外，液滴的尺寸也可能由驅動(dòng)振幅決定。因此，通過(guò)控制驅動(dòng)時(shí)間和振幅來(lái)綜合調控液滴的尺寸，實(shí)現了寬范圍，高通量的液滴制備系統。除了產(chǎn)生液滴外，還可以利用可控的聲流將液滴引導到不同的位置。

通過(guò)改變輸入聲波頻率，可以使液滴的運動(dòng)方向由左向右改變。在不同的頻率下，噴嘴的振動(dòng)模式不同，從而產(chǎn)生相應的流體狀態(tài)?；谶@一機制，我們可以通過(guò)調節聲波頻率來(lái)控制液滴分配至不同的腔室。