CN105299000A - 一种单向驱动微流体管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单向驱动微流体管，包括励磁线圈、磁流变薄膜和单向阀，励磁线圈均匀的嵌入在微流体管本体的上端，磁流变薄膜均匀的安装在微流体管本体的下端，且磁流变薄膜位于励磁线圈的正下方，单向阀竖直安装在微流体管本体的上端和下端之间，且单向阀位于间隔的两个励磁线圈或间隔的两个磁流变薄膜之间，单向阀为柔性聚合物材料，单向阀为圆形开口和四角开口。本发明应用薄膜驱动来实现流体的输送，薄膜驱动的材料需要有良好的生物相容性，优异的物理机械性能，低成本及简单快速制造的特点，软活性材料可以承受由多刺激引起的形状和体积的巨大变形。
Description
技术领域
本发明涉及微流体技术领域，具体是一种单向驱动微流体管。
背景技术
血管平滑肌环绕血管，通过体内化学信号来扩大和缩小血管平滑肌口径以控制血管体积和局部血压，是将身体内的血液重新分配至所需地方的自调节系统。
近年来微流体技术发展快速，其应用领域广泛，从化学分析，生物传感和驱动，药物输送，DNA分析到精度控制。作为微流体系统中的关键部件，微量泵被广泛进行研究，通常，微量泵被分为两种，一种是应用机械运动来驱动流体的“往复式微量泵”，另一种是非机械运动驱动流体的“连续流微量泵”。仿生学方法在机械式微型泵系统发展中代表了微型泵研究的主流。
目前，高弹性模量材料制成的膜仅限于小位移，这使得微量泵的体积流率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弹性好、变形大的单向驱动微流体管，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种单向驱动微流体管，包括励磁线圈、磁流变薄膜和单向阀，所述励磁线圈均匀的嵌入在微流体管本体的上端，所述磁流变薄膜均匀的安装在微流体管本体的下端，且所述磁流变薄膜位于励磁线圈的正下方，所述单向阀竖直安装在微流体管本体的上端和下端之间，且单向阀位于间隔的两个励磁线圈或间隔的两个磁流变薄膜之间。
作为本发明进一步的方案：所述的单向阀为柔性聚合物材料。
作为本发明进一步的方案：所述单向阀为圆形开口和四角开口。
作为本发明进一步的方案：所述磁流变薄膜是在制备过程中施加磁场使弱联聚合物固体内定向铁磁颗粒成链状或类柱状结构。
作为本发明进一步的方案：所述磁流变薄膜的弹性模量≤100KPa。
作为本发明再进一步的方案：所述磁流变薄膜的变形通过控制装置激活励磁线圈进行控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明应用薄膜驱动来实现流体的输送，薄膜驱动的材料需要有良好的生物相容性，优异的物理机械性能，低成本及简单快速制造的特点，软活性材料可以承受由多刺激引起的形状和体积的巨大变形。
附图说明
图1为本发明的整体结构剖面示意图。
图2为本发明中第一个单向阀开启时的剖面示意图。
图3为本发明中第二个单向阀开启时的剖面示意图。
图4为本发明中单向阀为四角开口时的结构示意图。
图5为本发明中单向阀为圆角开口时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-5，一种单向驱动微流体管，包括励磁线圈1、磁流变薄膜2和单向阀3，所述励磁线圈1均匀的嵌入在微流体管本体4的上端，所述磁流变薄膜2均匀的安装在微流体管本体4的下端，且所述磁流变薄膜2位于励磁线圈1的正下方，所述的磁流变薄膜2是磁流变弹性体的薄膜版本，磁流变薄膜2是在制备过程中施加磁场使弱联聚合物固体内定向铁磁颗粒成链状或类柱状结构，磁流变薄膜2能在磁场强度作用下显示大并且超快的变形，磁流变薄膜2的弹性模量≤100KPa，所述单向阀3竖直安装在微流体管本体4的上端和下端之间，且单向阀3位于间隔的两个励磁线圈1或间隔的两个磁流变薄膜2之间，所述的单向阀3为柔性聚合物材料，具有单向张合功能，单向阀3为圆形开口和四角开口，所述磁流变薄膜2的变形通过控制装置激活励磁线圈1进行控制
所述单向驱动微流体管是基于磁流变弹性体的无压力梯度驱动，其工作原理为：当励磁线圈01-1通电时，磁流变薄膜01-2在磁场强度作用下发生变形形成圆顶，圆顶的形成造成单向阀01-3两端不同的压力差，单向阀01-3左端液体挤压单向阀01-3使得单向阀开启，一端液体流入另一端。再将励磁线圈01-1断电，励磁线圈02-1通电，则磁流变薄膜01-2恢复原状，单向阀01-3呈闭合状态，磁流变薄膜02-2在磁场强度作用下发生变形形成圆顶，单向阀02-3两端因压力差的存在而开启，一端液体流入另一端，由于单向阀3是串联排布，因此依次导通励磁线圈1就可以控制单向阀3的张合。
本发明应用薄膜驱动来实现流体的输送，薄膜驱动的材料需要有良好的生物相容性，优异的物理机械性能，低成本及简单快速制造的特点，软活性材料可以承受由多刺激引起的形状和体积的巨大变形。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种单向驱动微流体管，其特征在于，包括励磁线圈（1）、磁流变薄膜（2）和单向阀（3），所述励磁线圈（1）均匀的嵌入在微流体管本体（4）的上端，所述磁流变薄膜（2）均匀的安装在微流体管本体（4）的下端，且所述磁流变薄膜（2）位于励磁线圈（1）的正下方，所述单向阀（3）竖直安装在微流体管本体（4）的上端和下端之间，且单向阀（3）位于间隔的两个励磁线圈（1）或间隔的两个磁流变薄膜（2）之间。
2.根据权利要求1所述的单向驱动微流体管，其特征在于，所述的单向阀（3）为柔性聚合物材料。
3.根据权利要求1-2任一所述的单向驱动微流体管，其特征在于，所述单向阀（3）为圆形开口和四角开口。
4.根据权利要求1所述的单向驱动微流体管，其特征在于，所述磁流变薄膜（2）是在制备过程中施加磁场使弱联聚合物固体内定向铁磁颗粒成链状或类柱状结构。
5.根据权利要求1或4所述的单向驱动微流体管，其特征在于，所述磁流变薄膜（2）的弹性模量≤100KPa。
6.根据权利要求1或4所述的单向驱动微流体管，其特征在于，所述磁流变薄膜（2）的变形通过控制装置激活励磁线圈（1）进行控制。
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