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AVT小编给大家分享微流控系列文章第2篇,一起了解一下静态混合器、微反应器和微流控芯片!感兴趣的小伙伴快来了解一下!
本文来自辅必成《微流控系列(2)-静态混合器、微反应器和微流控芯片》作者:喷叔
静态混合器由一系列安装在空心管道中的混合单元构成,依靠单元的特殊结构和流体运动,使进入混合器的流体各自分散,彼此混合。静态混合器的工作原理,是流体在管线中流动冲击各种类型板元件,增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流,层流时是“分割-位置移动-重新汇合”,湍流时,流体除上述三种情况外,还会在断面方向产生剧烈的涡流,有很强的剪切力作用于流体,使流体进一步分割混合。同时,由于混合单元的作用,使流体时而左旋,时而右转旋,不断改变流动混合方向,不仅将中心流体推向周边,而且将周边流体推向中心,从而造成良好的径向混合效果,流体自身的旋转作用在相邻组件连接处的接口上亦会发生,这种完善的径向环流混合作用,使物料*终获得混合均匀的目的。之所以称之为“静态”混合器,是指管道内没有运动部件,只有静止元件。

微反应器,即微通道反应器,是利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米之间的微型反应器,微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别,而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道,因此也实现很高的产量。微反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器、微换热器和微反应器。由于其内部的微结构使得微反应器设备具有大的比表面积,可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着好的传热和传质能力,可以实现物料的瞬间均匀混合和高xiao的传热,因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。目前微反应器在化工工艺过程的研究与开发中已经得到广fan的应用,商业化生产中的应用领域包括有机合成过程,微米和纳米材料的制备和日用化学品的生产。微反应器的微结构zui大的缺点是固体物料无法通过微通道,如果反应中有大量固体产生,微通道易堵塞,导致生产无法连续进行。通过改进反应器的设计可解决这一问题。

微流控(Microfluidics)是利用微管道处理或操纵流体的微反应或微混合系统。微流控技术中使用的混合模块,本质上是一种基于静态混合的微反应器,商业应用中将此类微反应器标准化并逐渐控制成本至耗材水平,即为“微流控芯片”。微流控芯片作为微流控技术的**组件,通过在固体芯片表面构建微型的反应和分析单元,可以实现对无机离子、有机物质、核酸、蛋白质和其他生化组份快速、准确的检测,所以也称微流控芯片为“芯片上的实验室”(Lab on a chip)。微流控加工方法基于传统MEMS微加工技术,所使用的材料包括硅、玻璃(石英)、有机聚合物等,其中聚合物由于低成本和易加工性,光学透明性,化学惰性和电绝缘性,及表面可修饰性和可密封性等特点得到了广应用,包括聚二甲基硅氧烷(PDMS),硬质塑料PMMA、PC、COC、COP等。基于模具的聚合物微加工技术是目前微流控芯片制作的主流,压印尤其是注塑技术适用于批量生产,是zui具有量产前景的技术。

参考文献
1.头条百科
2.www.hicomp.com含光微纳
