基于压电效应和液晶引流效应微流体组合驱动控制机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51505128
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0512.微纳机械系统
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

For the shortcoming of small driving force in the existing micro-fluidics drive and control technology. A new micro-fluid driving model based on the piezoelectric effect and liquid crystal backflow effect has been brought forward. The primary tasks of the project are piezoelectric effect and liquid crystal backflow effect mechanism research, the coupling effect research between mechanic, electric and liquid crystal field. According to piezoelectric coupling theory the stress and strain equation of circular, dissymmetrical, monolayer piezoelectric drivers with the neuter face will be established. The control equation of the piezoelectric drivers will be set up according to energy variation principle with piezoelectric coupling theory. According to liquid crystal L-E theory the electric vector, liquid crystal volume tensor, force vector will be established and the liquid crystal backflow effect angular motion and motion equation will be built with the double electric fields, the fluid-solid section force. Finally the dynamics equations of multi-field coupling with the combined driven. Through Micro-PIV experimentation the complicated multi-factorial prediction model will be founded in view of the driving parameters, geometry parameters and physics parameters, and so on. The purpose of this project will lay a theoretical and technical foundation to solve the performance forecast difficult of hybrid driven and development of novel micro actuator actuating properties. In addition to this driving manners will have good application prospect in biological, iatrical, aeronautical and space aspects.
针对现有微流体系统中存在的驱动力小的缺点,提出基于压电效应和液晶引流效应微流体组合驱动与控制技术。研究微尺度组合驱动模式下压电效应、液晶引流效应驱动机理,重点探讨电场、应力场和液晶场间的耦合作用。以压电耦合理论为基础,推导单层圆形非对称压电驱动器相对于中性面应力、应变表达式,基于能量变分原理,建立微尺度下压电驱动器控制方程;以液晶Leslie-Ericksen理论为基础,考虑液晶引流和压电效应双电场、流固耦合界面作用力的影响,确定电场矢量、液晶体积张量、外力矢量,建立液晶角运动、运动方程;最终确定组合驱动多场耦合数值分析动力学方程组。制定组合驱动Micro-PIV实验方案,分析驱动参量、几何参量、物性参量等外界因素对驱动性能的影响,建立基于复杂多因素组合驱动性能定量预测模型,为有效解决微流体驱动性能预测难题和研制出新型微驱动器提供理论和技术支撑,拓宽其在生物医疗、航空航天等方面的应用前景。

结项摘要

对压电效应和液晶引流效应组成的新型组合驱动模式控制机理进行分析,以宏观压电耦合理论为基础,推导出了压电驱动器相对于中性面应力、应变表达式以及正弦交流信号驱动下的压电驱动器控制方程;采用传统L-E理论,考虑组合驱动模式下压电效应电场和外加电场的影响,对液晶分子角运动方程中的电场矢量进行修正,推导出组合驱动模式下的新的液晶分子角运动方程;考虑双电场下液晶分子外力矢量,流固耦合作用下的外力以及微流道不对称布置引起的压力差,对运动方程种的压强P进行了修正,从而确定了组合驱动模式下的运动方程;最终建立了组合驱动模式下的多场耦合的数值分析方程组。对组合驱动模式下二维和三维结构进行多场耦合流场数值分析,初步结果显示组合驱动模式下系统性能优于单一驱动模式。采用玻璃湿法腐蚀工艺加工制作出微流道,高温键合法对微流道进行封装,最后采用PDMS紫外光照射不可逆粘贴法对微泵整体结构进行封装;搭建Micro PIV流场测试平台,分别对单一驱动模式下和组合驱动模式下微泵流量和流场进行测试,结果与数值分析结果相吻合。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Effect of Driving Conditions on Valveless Micro-Pumps with Serial or Parallel Pump Chambers
驱动条件对串联或并联泵室无阀微型泵的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Microsystem Technologies
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    关炎芳
  • 通讯作者:
    关炎芳
驱动参数对串联和并联压电微泵特性比较研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    机床和液压
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    关炎芳
  • 通讯作者:
    关炎芳
正弦波激励过程中无阀压电微泵流量的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    科技创新与生产力
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张卓;田勇;关炎芳;李祥
  • 通讯作者:
    李祥

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

锯齿型微流道微泵流动特性分析及性能测试
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    纳米技术与精密工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    关炎芳;刘春波;张士雄;俞正寅
  • 通讯作者:
    俞正寅
无阀微泵压电特性分析及性能测试
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    上海交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    关炎芳;耿铁;韩莉莉;刘春波;凌行
  • 通讯作者:
    凌行
电场作用下向列相液晶指向矢与流动的耦合机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    应用力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘春波;关炎芳;辻知宏;蝶野成臣
  • 通讯作者:
    蝶野成臣

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码