CN109499460A - 一种基于pcb的微混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PCB的微混合装置，包括：板件模块、盖板模块、注射模块、电源模块和外置磁场模块；所述板件模块用于提供液体流动的通道和电流通过的区域；所述盖板模块用于为所述板件模块提供一个封闭的环境，且与所述板件模块共同构成液体混合的工作区；所述注射模块与所述板件模块连接，用于将待混合液体自动输入到工作区；所述电源模块用于为板件模块提供电能，使得所述板件模块在液体混合区域产生高梯度的磁场；所述外置磁场模块用于与板件模块在液体混合区域产生的高梯度磁场配合，产生多种调控模式来实现更高效的混合。

Description

一种基于PCB的微混合装置

技术领域

本发明属于微流控技术领域，更具体地，涉及一种基于PCB的微混合装置。

背景技术

近年来随着微机电和微纳米技术的发展，微流控技术及其芯片系统在生物检测、化学分析及医疗诊断等领域具有重要的应用前景。但微尺度下，流体的雷诺数较小使其以层流状态为主，不同流体间物质组分间的混合只能依赖于分子间的扩散，混合效率极低。因此，如何设计出高效微混合器已成为微流控领域的重要研究方向。目前，微混合器可分为被动微混合器和主动微混合器两种。前者主要通过增强分子扩散和混沌对流来实现混合，包括：增加不同相流体间界面接触面积或者缩短组分扩散距离；通过设计蜿蜒微通道或更复杂的3D微通道来实现混沌对流。主动混合器则是依靠外部能量的注入，导致通道内流体流动的紊乱，促进流体的接触从而实现溶液的有效混合。

磁场是可以用于实现微流体混合的一种重要能量源，其中基于梯度磁场和磁流体来实现混合是目前较为普遍的微混合方法，一般是采用外部永磁体或内置铁磁性材料来产生混合所需的梯度磁场。但与其相关的缺陷分别在于：外部永磁体产生的磁场梯度不够，且大小不易调控；内置铁磁性材料虽然解决了梯度不够的问题，但是依然不易调控梯度磁场的大小，并且工艺较为复杂。在本发明中，基于PCB技术在构建微通道模块的同时在其周围形成微导体源，该微导体源所产生的梯度磁场具有低磁场强度、高磁场梯度特征，一方面可以直接用于在磁流体中产生磁场力作用，另一方面可以很好地与外加背景磁场相配合，形成多种静/动态混合模式。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于PCB的微混合装置，旨在解决现有磁微混合方法中外置永磁铁磁场梯度不够以及内置铁磁性材料不易调控梯度磁场导致混合效率低及适应性差的问题。

本发明提供了一种基于PCB的微混合装置，包括：板件模块、盖板模块、注射模块、电源模块和外置磁场模块；所述板件模块用于提供液体流动的通道和电流通过的区域；所述盖板模块用于为所述板件模块提供一个封闭的环境，且与所述板件模块共同构成液体混合的工作区；所述注射模块与所述板件模块连接，用于将待混合液体自动输入到工作区；所述电源模块用于为板件模块提供电能，使得所述板件模块在液体混合区域产生高梯度的磁场；所述外置磁场模块用于与板件模块在液体混合区域产生的高梯度磁场配合，产生多种调控模式来实现更高效的混合。

更进一步地，板件模块包括：入液口、储液槽、导体层、微通道、绝缘层、出液口和电极；所述入液口和储液槽是一体成形的，用于给液体提供流入的通道；所述导体层、微通道和绝缘层是一体成形的；所述出液口用于给液体提供流出的通道；所述电极作为所述电源模块接入所述导体层的接口。

其中，通过PCB技术中的层压工艺将一块带有储液槽大小穿孔的板和一块在对应位置打了入液口大小穿孔的板结合在一起形成一个整体，从而获得所述入液口和储液槽。

其中，导体层通过PCB技术进行覆铜形成，且所述微通道和所述绝缘层不覆铜。这样微通道区域和绝缘层区域与导体层区域之间就会有一个高度差，此高度差的大小即为覆铜的高度，也是微通道的高度，提供了液体流动的空间，这样形成了微通道，同样也形成了绝缘层，绝缘层由于不覆铜，因此绝缘层和对于导体层起到了物理隔离的作用，同时，绝缘层和使得微通道两侧覆铜区域宽度小，电流密度大，提高磁场梯度。

其中，绝缘层与所述微通道相连，在盖板时利用紫外线胶封住绝缘层。

其中，注射模块包括：注射泵、注射器、微管和PEEK接头；所述注射泵用于控制液体流入板件的流速；所述注射器用于装载两种待混合液体，并配合所述注射泵一起使用；所述微管用于连接所述注射器和所述PEEK接头，作为液体流出注射器的通道；所述PEEK接头由两部分组成，一部分用于连接微管，另一部分用于连接板件上的入液口，两部分之间使用紫外线胶进行粘接。

其中，工作时，当在水一侧的导体层通入恒定电流时，对微通道内磁性液体产生垂直于初始层流流速方向上的梯度磁场力，诱导磁性液体发生侧向偏移，从而打破层流，实现液体的混合；当同时在两侧的导体层通入正向恒定电流且施加垂直板件向上的外加均匀磁场，或者三者同时反向时，在微通道内产生更高的磁场梯度，更快打破层流状态，实现液体的混合；当在水一侧的导体层通入交变电流，对管道中磁性液体产生间歇性的定向梯度磁场力，诱导磁性液体发生侧向偏移，打破层流，实现液体混合；当在两侧的导体层同时通入互补的交变电流时，在磁性液体中产生周期性方向交替变化的侧向梯度磁场力，促使磁性液体在微通道中发生振荡运动，让磁性液体与水之间反复相互接触，让混合更加均匀；当同时在两侧的导体层通入相同的交变电流且施加垂直于板件向上的外加均匀磁场时，能实现磁性液体在微通道的两侧振荡，使得磁性粒子受到的侧向交变的梯度磁场力更大，混合效果更好。

本发明中的微混合装置具有高磁场梯度、高可控性、高混合速率、制作简易、低成本等优点。本发明具有高磁场梯度的原因在于利用PCB技术使得微导体层紧挨着微通道，这样微导体层与微通道之间距离很小，对于100微米*300微米的导线，当其电流为4A时，其附近梯度可达50T/m。本发明具有高可控性的原因在于微通道两侧的微导体层是独立的，可以利用外部电源对两侧的电流进行独立控制，单侧的电流或双侧的电流在微通道内产生的高梯度磁场与外加背景磁场可以形成多种类型磁场的组合，除此之外，电流可以为恒定电流或者交变电流，这样可以实现多种静/动态混合模式，因此具有高可控性。本发明具有高混合速率的原因在于利用微导体层可以产生高磁场梯度，磁场的梯度越强，磁场力越大，除此之外，配合外加背景磁场可以实现更高的混合速率，外加背景磁场为微通道提供一个高磁场强度的环境，在有磁场梯度的条件下，磁场强度越高，磁场力越大。本发明制作简易的原因在于利用PCB技术很方便地制成板件，形成整个装置只需要利用一些常见材料，例如PMMA板，紫外线胶，胶带等，装置的输入部分和输出部分与其他微混合器类似。本发明低成本的原因在于利用PCB技术可以批量生产板件，形成整个装置只需要利用一些常用材料，例如PMMA板，紫外线胶，胶带等，相比于传统利用光刻和键合等技术方法制作的微混合芯片，本发明制作成本较低。

针对磁场梯度不够导致的混合效率低的问题，本发明利用PCB技术使得微导体层紧挨着微通道，这样在微通道内能产生高梯度磁场，另外，外加背景磁场能提供高磁场强度，高磁场梯度和高磁场强度使得梯度磁场力大幅提升，混合效率提高，解决了磁场梯度不够导致的混合效率低的问题。针对磁场调控不易导致微混合器适应性差的问题，本发明利用内置微导体层产生的高梯度磁场和外加背景磁场可以形成多种磁场组合，而且微通道两侧的微导体层是相互独立的，可以对两侧的电流进行独立的调控，从而达到调控磁场的目的，解决了磁场调控不易导致的微混合器适应性差的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于PCB的微混合装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于PCB的微混合装置的侧视图；

图3为本发明实施例提供的基于PCB的微混合装置的截面图的中间部分；

图4为在水一侧中的导体层中通入恒定电流时，微通道的截面上粒子受到的梯度磁场力示意图，箭头方向代表梯度磁场力方向，箭头长短代表梯度磁场力相对大小；

图5为在水一侧和磁性液体一侧的导体层中通入恒定电流，并同时施加垂直板件向上的外加背景磁场时(电流参考方向和外加背景磁场参考方向以图1所标示的方向为准)，微通道的截面上粒子受到的梯度磁场力示意图，箭头方向代表梯度磁场力方向，箭头长短代表梯度磁场力相对大小；

图6为在水一侧的导体层中通入的交变电流波形图；

图7为同时在磁性液体一侧和水一侧的导体层中通入的互补的交变电流波形图；

图8为同时在磁性液体一侧和水一侧的导体层中通入的相同的交变电流波形图。

在图中：虚线箭头为电流方向，并以此作为电流的参考正方向，I1为磁性液体一侧的电流，I2为水一侧的电流，1-1和1-2分别为磁性液体和水的注射器(虚线部分表示位于板件下方的微管)；2-1和2-2分别为磁性液体和水的储液槽(格子花纹部分)；3-1和3-2分别为磁性液体和水的入液口(打孔于储液槽的下方)；4为微通道，5-1和5-2分别为两套独立的电源；6为混合溶液的出液口，7为胶带，8为PMMA盖板，9-1、9-2、9-3和9-4为绝缘层(斜向条纹部分)；10-1和10-2分别为独立的导体层(白色部分)；11-1和11-2分别为板件的上层和下层；12为磁性液体；13为水；14-1和14-2分别为导体层10-1的电极和导体层10-2的电极。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明涉及一种微混合装置，具体涉及一种基于梯度磁场和PCB工艺实现微流体混合的方法及装置。

本发明基于PCB技术提供一种内置微导体的微混合系统，主要解决现有磁微混合方案中外置永磁铁磁场梯度不够以及内置铁磁性材料不易调控梯度磁场造成混合效率低及适应性差等问题。

总体而言，装置分为板件模块、盖板模块、注射模块、电源模块和外置磁场模块；板件模块为整个装置的核心模块，主要作用是提供液体流动的通道和电流通过的区域。盖板模块位于板件模块的上方，为板件模块提供一个封闭的环境，共同组成进行液体混合的工作区。注射模块主要作用是将待混合液体自动输入到工作区，需要与板件模块进行连接。电源模块主要作用是为板件模块提供电能，在液体混合区域产生高梯度的磁场。外置磁场模块的主要作用是与板件模块在液体混合区域产生的高梯度磁场配合，产生多种调控模式来实现更高效的混合。

板件模块包括在板件上形成的入液口(3-1、3-2)、储液槽(2-1、2-2)、导体层(10-1、10-2)、微通道4、绝缘层(9-1、9-2、9-3、9-4)、出液口6和电极(14-1、14-2)。板件模块是装置制作的核心模块，通过PCB技术来制作实现的，具体实现方法为：入液口(3-1、3-2)和储液槽(2-1、2-2)是一起形成的，具体是通过PCB技术中的层压工艺，将一块带有储液槽大小穿孔的板和一块在对应位置打了入液口大小穿孔的板结合在一起，形成一个整体，得到入液口(3-1、3-2)和储液槽(2-1、2-2)，给液体提供流入装置的通道；导体层(10-1、10-2)、微通道4和绝缘层(9-1、9-2、9-3、9-4)是一起形成的，其中，导体层(10-1、10-2)通过利用PCB技术进行覆铜而形成，微通道区域和绝缘层区域不覆铜，这样微通道区域和绝缘层区域与导体层区域之间就会有一个高度差，此高度差的大小即为覆铜的高度，也是微通道4的高度，提供了液体流动的空间，这样形成了微通道4，同样也形成了绝缘层(9-1、9-2、9-3、9-4)，绝缘层(9-1、9-2、9-3、9-4)由于不覆铜，因此绝缘层9-1和9-4对于导体层(10-1、10-2)起到了物理隔离的作用，同时，绝缘层9-2和9-3使得微通道4两侧覆铜区域宽度小，电流密度大，提高磁场梯度。值得一提的是绝缘层9-1部分由于与微通道4相连，需要在盖板时利用紫外线胶封住绝缘层9-1的一部分，让液体没有从绝缘层9-1流出的通道，而绝缘层9-2、9-3和9-4不需要特别处理；出液口6是利用PCB技术中的穿孔技术形成的，给液体提供流出装置的通道；电极(14-1、14-2)可以利用PCB技术很方便地形成，其作用是作为电源(5-1、5-2)接入导体层(10-1、10-2)的接口。在板件中，液体流动的过程为：磁性液体12和水13分别从两侧的入液口(3-1、3-2)进入到储液槽(2-1、2-2)，然后进入微通道4，形成层流，在导体层(10-1、10-2)产生的梯度磁场作用下，磁性液体12会发生侧向偏移，与水13发生混合，混合液体从出液口6流出。

盖板模块包括胶带7和PMMA盖板8，以及用于盖板的紫外线胶；胶带7的作用是盖住板件的储液槽(2-1、2-2)，微通道4和出液口6，以形成密闭的微通道结构，而且不堵塞微通道4。PMMA盖板8和紫外线胶的作用是保持胶带7粘着在板件上，并在胶带7的四周用紫外线胶和PMMA盖板8封住，加强板件内储液槽(2-1、2-2)、微通道4和出液口6的封闭性，防止微通道4内的液体流到非微通道区域。

注射模块包括注射泵、注射器(1-1、1-2)、微管、PEEK接头；注射泵用于控制液体流入板件的流速。注射器(1-1、1-2)用于装载两种待混合液体，并配合注射泵一起使用。微管用于连接注射器(1-1、1-2)和PEEK接头，作为液体流出注射器(1-1、1-2)的通道。PEEK接头由两部分组成，一部分用于连接微管，另一部分用于连接板件上的入液口(3-1、3-2)，可以使用紫外线胶进行粘接。这样液体就可以从注射器(1-1、1-2)由注射泵推出，然后流入微管，流入PEEK接头，流入入液口(3-1、3-2)，并进入储液槽(2-1、2-2)，再进入微通道4，混合后从出液口6流出，有一个完整的流动通道。

电源模块包括两组独立可调控输出电流的电源(5-1、5-2)和外接线；两组独立可调控输出电流的电源(5-1、5-2)的作用是起到提供电能，调节微通道4两侧导体层(10-1、10-2)的电流，进而调节磁场梯度的大小。外接线用于连接电源(5-1、5-2)和板件的电极(14-1、14-2)。

外置磁场模块包括产生外加背景磁场的永磁铁或者电磁铁，以及对应的工作台。永磁铁或者电磁铁的作用是提供一个外加的背景磁场，可以用于提高微通道4内部的磁场强度，配合内部高梯度磁场形成多种调控方式。工作台为永磁铁或电磁铁，以及板件提供一个可以放置并观察的工作环境。

本发明的主要优点在于利用PCB技术将微通道4和导体层(10-1、10-2)集中在一个板件内，可以在微通道4的近距离处形成微导体层(10-1、10-2)，从而在微通道4内的混合区域产生较高的磁场梯度；微通道4内部的梯度磁场由导体层(10-1、10-2)产生，通过调控外接电源(5-1、5-2)的电流，可以方便地调控磁场，且可以与外加背景磁场相结合实现多种调控模式，适合静态、动态以及不同流速等不同环境下的液体混合；利用了PCB技术来实现板件的设计，并利用胶带7、紫外线胶、PMMA盖板8等常见材料实现混合装置的完整制作，制作方式简便、制作成本低，且易于实现。

当磁性液体12和水13同时注入到入液口(3-1、3-2)，进入储液槽(2-1、2-2)，并在微通道4内形成稳定的层流之后，此时在导体层(10-1、10-2)中通电流，利用侧向的梯度磁场力来对磁性液体12中的磁性粒子产生侧向偏移，诱导磁性液体12与水13进行混合。工作模式可以根据微通道4两侧的导体层(10-1、10-2)通入的电流恒定与否分为两种：静态模式和动态模式。

(1)静态模式

方式1：在水13一侧的导体层10-2通入恒定电流。在水13一侧的导体层10-2通入正向电流时，会对微通道4内磁性液体12产生垂直于初始层流流速方向上的梯度磁场力(体积力)，诱导磁性液体12发生侧向偏移，从而打破层流，实现液体的混合。图4表示在此情况下，在微通道4的截面上液体中磁性粒子受到的梯度磁场力方向，箭头长短代表受力的大小。

方式2：同时在两侧的导体层(10-1、10-2)通入正向恒定电流，并施加垂直板件向上的外加均匀磁场(永磁铁或电磁铁实现)，或者三者同时反向，也能产生同样的效果。此时能在微通道4内产生更高的磁场梯度，更快打破层流状态，实现液体的混合。图5表示在此情况下，在微通道4的截面上磁性粒子受到的梯度磁场力方向，箭头长短代表受力的大小。

(2)动态模式

方式1：在水13一侧的导体层10-2通入如图6所示的交变电流，可对管道中磁性液体12产生间歇性的定向梯度磁场力，诱导磁性液体12发生侧向偏移，打破层流，实现液体混合。

方式2：在两侧的导体层(10-1、10-2)通入如图7所示的互补的交变电流，可在磁性液体12中产生周期性方向交替变化的侧向梯度磁场力，促使磁性液体12在微通道4中发生振荡运动，让磁性液体12与水13之间反复相互接触，让混合更加均匀。

方式3：同时在两侧的导体层(10-1、10-2)通入相同的交变电流，如图8所示。同时施加垂直于板件向上的外加均匀磁场。相比于上一种情况，相同的是，都能实现磁性液体12在微通道4的两侧振荡，不同的是，这种方式让磁性粒子受到的侧向交变的梯度磁场力更大，混合效果更好。

在本发明实施例中，基于上述装置的工作原理和组成结构，本发明提供一种微混合装置的具体工艺流程以供参考，给出目的是更详细的描述本发明，而不是限制本发明的范围，也不限定本发明的应用形式，具体包括：

(1)利用PCB技术，制作符合上述装置结构的板件，包括入液口(3-1、3-2)、储液槽(2-1、2-2)、T型或Y型微通道4、出液口6、导体层(10-1、10-2)、绝缘层(9-1、9-2、9-3、9-4)和电极(14-1、14-2)。其中，在储液槽(2-1、2-2)的底部开小孔从而形成入液口(3-1、3-2)，溶液通过底部的入液口(3-1、3-2)注入，进入储液槽(2-1、2-2)，然后进入微通道4。在板件内部覆铜形成导体层(10-1、10-2)，然后在板件的导体层(10-1、10-2)的两端引出电极(14-1、14-2)，便于通电。

(2)在板件的上方进行消毒清灰处理后，贴上一层胶带7(比如3M公司的ScotchBrand Tape 272号胶带,宽度为1.5英寸，经过实验证明该胶带是比较不易于粒子粘附的，这样能防止发生粒子粘附在胶带上导致微通道截面积变小或者不易观察的状况)。然后在胶带7上方盖上一块PMMA盖板8，用紫外固化胶进行粘连，盖板区域比胶带区域大，从而形成密闭的空间，使胶带7不易形变。

(3)用紫外固化胶将两个PEEK接头粘在板件下方的入液口(3-1、3-2)处。接着将PEEK接头的另一端接上微管，以及相应的注射器(1-1、1-2)和注射泵。在出液口6处放上用于存放混合溶液的容器。

作为本发明的一个实施例，具体参数可采用：微通道4为400μm，微通道4两侧的导体层(10-1、10-2)覆铜宽度为300μm，覆铜厚度为105μm，储液槽(2-1、2-2)直径为3mm，入液口(3-1、3-2)直径为1mm，出液口6直径为6mm。

本发明将导体层(10-1、10-2)和微通道4集中在一个板件内，利用PCB技术在板件的导体层区域覆铜，而微通道区域不覆铜，这样在导体层区域和微通道区域之间就形成了一个高度差，即为覆铜的高度，也是微通道4的高度，为液体流动提供了空间，这样的设计使得导体层(10-1、10-2)紧挨着微通道4，导体层(10-1、10-2)可在微通道4内产生较高的磁场梯度，如对于100微米*300微米的导线，当其电流为4A时，其附近梯度可达50T/m。同时，梯度磁场由导体层(10-1、10-2)产生，磁场调控可通过调节电流来实现(以圆形微导体为例，其产生的磁场强度可近似表示为u₀I/(2*pi*d)，其中u₀为真空磁导率，I为微导体通过的电流，d为微导体中轴线到目标区域的距离)，且可以与外加背景磁场相结合实现多种调控模式，实现有效混合。另外，利用了PCB技术来实现板件的设计，并利用胶带7、紫外线胶、PMMA盖板8等常见材料实现装置的完整制作，制作方式新颖、简便、制作成本低，且易于实现。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于PCB的微混合装置，其特征在于，包括：板件模块、盖板模块、注射模块、电源模块和外置磁场模块；

所述板件模块用于提供液体流动的通道和电流通过的区域；

所述盖板模块用于为所述板件模块提供一个封闭的环境，且与所述板件模块共同构成液体混合的工作区；

所述注射模块与所述板件模块连接，用于将待混合液体自动输入到工作区；

所述电源模块用于为板件模块提供电能，使得所述板件模块在液体混合区域产生高梯度的磁场；

所述外置磁场模块用于与板件模块在液体混合区域产生的高梯度磁场配合，产生多种调控模式来实现更高效的混合。

2.如权利要求1所述的微混合装置，其特征在于，所述板件模块包括：入液口(3-1、3-2)、储液槽(2-1、2-2)、导体层(10-1、10-2)、微通道(4)、绝缘层(9-1、9-2、9-3、9-4)、出液口(6)和电极(14-1、14-2)；

所述入液口(3-1、3-2)和储液槽(2-1、2-2)是一体成形的，用于给液体提供流入的通道；

所述导体层(10-1、10-2)、微通道(4)和绝缘层(9-1、9-2、9-3、9-4)是一体成形的；

所述出液口(6)用于给液体提供流出的通道；

所述电极(14-1、14-2)作为所述电源模块接入所述导体层(10-1、10-2)的接口。

3.如权利要求2所述的微混合装置，其特征在于，通过PCB技术中的层压工艺将一块带有储液槽大小穿孔的板和一块在对应位置打了入液口大小穿孔的板结合在一起形成一个整体，从而获得所述入液口(3-1、3-2)和所述储液槽(2-1、2-2)。

4.如权利要求2或3所述的微混合装置，其特征在于，所述导体层(10-1、10-2)通过PCB技术进行覆铜形成，且所述微通道和所述绝缘层不覆铜。

5.如权利要求4所述的微混合装置，其特征在于，所述绝缘层(9-1)与所述微通道(4)相连，在盖板时利用紫外线胶封住绝缘层(9-1)。

6.如权利要求1-5任一项所述的微混合装置，其特征在于，所述注射模块包括：注射泵、注射器(1-1、1-2)、微管和PEEK接头；

所述注射泵用于控制液体流入板件的流速；

所述注射器(1-1、1-2)用于装载两种待混合液体，并配合所述注射泵一起使用；

所述微管用于连接所述注射器(1-1、1-2)和所述PEEK接头，作为液体流出注射器(1-1、1-2)的通道；

所述PEEK接头由两部分组成，一部分用于连接微管，另一部分用于连接板件上的入液口(3-1、3-2)，两部分之间使用紫外线胶进行粘接。

7.如权利要求1-6任一项所述的微混合装置，其特征在于，工作时，当在水一侧的导体层通入恒定电流时，对微通道内磁性液体产生垂直于初始层流流速方向上的梯度磁场力，诱导磁性液体发生侧向偏移，从而打破层流，实现液体的混合；

当同时在两侧的导体层通入正向恒定电流且施加垂直板件向上的外加均匀磁场，或者三者同时反向时，在微通道内产生更高的磁场梯度，更快打破层流状态，实现液体的混合；

当在水一侧的导体层通入交变电流，对管道中磁性液体产生间歇性的定向梯度磁场力，诱导磁性液体发生侧向偏移，打破层流，实现液体混合；

当在两侧的导体层同时通入互补的交变电流时，在磁性液体中产生周期性方向交替变化的侧向梯度磁场力，促使磁性液体在微通道中发生振荡运动，让磁性液体与水之间反复相互接触，让混合更加均匀；

当同时在两侧的导体层通入相同的交变电流且施加垂直于板件向上的外加均匀磁场时，能实现磁性液体在微通道的两侧振荡，使得磁性粒子受到的侧向交变的梯度磁场力更大，混合效果更好。