实验名称：基于介电润湿的低成本数字微流控芯片研究与应用

　　实验目的：搭建数字微流控系统的硬件装置，对系统电源装置和电路控制装置进行了选择，然后制备两种不同电极材料的低成本DMF芯片：以聚对苯二甲酸乙二脂（PET）为基底，通过激光刻蚀技术制作基于ITO金属电极的DMF芯片；通过丝网印刷技术，以聚酯薄膜和无纺布为基底制作碳油墨电极的DMF芯片。硬件装置与DMF芯片构成数字微流控系统，实现芯片上液滴的移动、合并，证明系统的可行性，最后对运动的液滴进行受力分析。

　　测试设备：ATA-2161高压放大器、函数信号发生器、继电器、示波器、单片机等。

　　实验过程：

　　图1：数字微流控系统图

　　数字微流控系统由三部分组成：电源装置、电路控制装置以及数字微流控芯片，数字微流控系统的设计与搭建就是把这三部分连接，通过精准控制输送到芯片电极上交流电信号的通断，来驱动芯片上的液滴进行研究，示意图如图1所示。

　　由介电润湿原理可知，对芯片上的电极施加高电压时，能够诱导液滴内部的界面张力梯度使得疏水处理后的液滴进行移动。通过单片机输入的时序，来控制继电器传送到芯片电极上的交流电信号的通断。经由函数发生器和高压放大器放大的输出交流电压为300Vrms，频率1kHz。

　　实验结果：

　　实验选择的液滴是体积8μL的去离子水溶液，在输入交流电压300Vrms，正弦波频率1kHz的情况下，通过延时时序设置电极通断时间为2s，即液滴在芯片上移动到下一个位置需要2s。经过实验，数字微流控芯片实现了液滴的移动和融合，如图2所示。

　　图2：液滴的移动

　　高压放大器推荐：ATA-2161

　　图：ATA-2161高压放大器指标参数

　　带宽：（-3dB）DC~150kHz

　　电压：1600Vp-p（±800Vp）

　　电流：40mAp

　　功率：32Wp

　　压摆率：≥534V/μs

　　应用：超声测试、无损检测、驱动压电陶瓷、介电电泳细胞分选、超声雾化、超声聚焦

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