| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 研究目的及意义 | 第10-12页 |
| 1.2 国内外发展现状 | 第12-16页 |
| 1.2.1 非球形颗粒的应用 | 第12-13页 |
| 1.2.2 非球形颗粒的制备方法 | 第13-15页 |
| 1.2.3 单颗粒捕捉现状 | 第15-16页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第16-18页 |
| 第2章 介电电泳捕捉椭球形颗粒的理论基础 | 第18-39页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 微管道中的流体流动 | 第18-19页 |
| 2.2.1 低雷诺数流动 | 第18页 |
| 2.2.2 低雷诺数下的圆柱绕流 | 第18-19页 |
| 2.3 介电电泳理论 | 第19-30页 |
| 2.3.1 偶极矩理论 | 第20页 |
| 2.3.2 交变电场中复介电系数 | 第20-21页 |
| 2.3.3 椭球形颗粒介电电泳力 | 第21-26页 |
| 2.3.4 椭球颗粒介电电泳力矩 | 第26-30页 |
| 2.4 椭球形颗粒的介电电泳力分析 | 第30-33页 |
| 2.4.1 介电电泳力与电场频率 | 第30-31页 |
| 2.4.2 介电电泳力泳力矩与电场频率 | 第31-32页 |
| 2.4.3 介电电泳力与电极形状 | 第32-33页 |
| 2.5 椭球形颗粒在流道中的受力 | 第33-36页 |
| 2.5.1 DEP 力 | 第33页 |
| 2.5.2 斯托克斯(Stokes)力 | 第33-34页 |
| 2.5.3 马格努斯(Magnus)力 | 第34-35页 |
| 2.5.4 其它力 | 第35页 |
| 2.5.5 受力分析 | 第35-36页 |
| 2.5.6 力矩分析 | 第36页 |
| 2.6 脉冲介电电泳捕捉椭球形颗粒的机理 | 第36-38页 |
| 2.7 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 捕捉椭球形单颗粒介电电泳微流控芯片的设计与仿真 | 第39-52页 |
| 3.1 引言 | 第39页 |
| 3.2 捕捉方案的确定 | 第39-40页 |
| 3.3 芯片几何模型的建立 | 第40-41页 |
| 3.3.1 几何模型 | 第40-41页 |
| 3.3.2 仿真材料物理参数定义 | 第41页 |
| 3.4 微通道内 Stokes 力的仿真 | 第41-42页 |
| 3.4.1 流场仿真方程 | 第41-42页 |
| 3.4.2 流场边界条件设置 | 第42页 |
| 3.5 微通道内 DEP 力的仿真 | 第42-44页 |
| 3.5.1 电势的仿真方程 | 第42-44页 |
| 3.5.2 电场边界条件设置 | 第44页 |
| 3.6 网格的生成 | 第44-46页 |
| 3.6.1 网格剖分基本原则 | 第44-45页 |
| 3.6.2 网格质量 | 第45-46页 |
| 3.7 电场与流场的仿真结果与分析 | 第46-47页 |
| 3.7.1 微通道内流体流速的分布及分析 | 第46页 |
| 3.7.2 芯片内部电场的分布及分析 | 第46-47页 |
| 3.8 椭球形颗粒捕捉仿真 | 第47-50页 |
| 3.8.1 椭球形颗粒速度表达式的设置 | 第47-49页 |
| 3.8.2 椭球形颗粒捕捉过程的仿真 | 第49-50页 |
| 3.9 椭球形颗粒的力矩分析 | 第50-51页 |
| 3.10 本章小结 | 第51-52页 |
| 第4章 捕捉椭球形单颗粒介电电泳微流控芯片的加工 | 第52-60页 |
| 4.1 引言 | 第52页 |
| 4.2 实验材料 | 第52-54页 |
| 4.2.1 非球形颗粒材料 | 第52-53页 |
| 4.2.2 电极材料 | 第53页 |
| 4.2.3 微通道材料 | 第53-54页 |
| 4.3 非球形颗粒的制备 | 第54-56页 |
| 4.3.1 非球形颗粒掩膜板的设计原则 | 第54-55页 |
| 4.3.2 非球形颗粒的制备工艺 | 第55-56页 |
| 4.4 微电极设计制作 | 第56-57页 |
| 4.4.1 电极的位置和结构 | 第56页 |
| 4.4.2 ITO 微电极的制备 | 第56-57页 |
| 4.5 微通道制备 | 第57-58页 |
| 4.5.1 微通道主模的制备 | 第57-58页 |
| 4.5.2 PDMS 微通道的加工 | 第58页 |
| 4.6 PDMS 微通道——玻璃微电极键合 | 第58-59页 |
| 4.7 本章小结 | 第59-60页 |
| 第5章 球形及椭球形颗粒的实验研究 | 第60-68页 |
| 5.1 引言 | 第60页 |
| 5.2 实验系统的建立 | 第60-63页 |
| 5.2.1 电源控制系统 | 第61页 |
| 5.2.2 流体控制系统 | 第61-62页 |
| 5.2.3 实验溶液的配制 | 第62-63页 |
| 5.3 实验步骤 | 第63-64页 |
| 5.4 实验结果和分析 | 第64-67页 |
| 5.4.1 球形颗粒脉冲介电电泳现象 | 第64-65页 |
| 5.4.2 椭球形颗粒的脉冲介电电泳现象 | 第65页 |
| 5.4.3 球形颗粒的捕捉 | 第65-67页 |
| 5.4.4 混合颗粒的捕捉 | 第67页 |
| 5.5 本章小结 | 第67-68页 |
| 结论 | 第68-70页 |
| 参考文献 | 第70-74页 |
| 致谢 | 第74页 |