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微流控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域，如基因分析，藥物研發(fā)，食品安全，環(huán)境監(jiān)測，化學(xué)反應(yīng)等。作為一個交叉研究領(lǐng)域，微流控系統(tǒng)的研究近年來吸引了人們的很大興趣。微流體驅(qū)動技術(shù)是微流控系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是實現(xiàn)微流控系統(tǒng)中流體精確控制的前提和基礎(chǔ)。本文以植物體內(nèi)水分輸送的內(nèi)聚力-張力理論為基礎(chǔ)，模仿植物葉片內(nèi)的親水結(jié)構(gòu)，設(shè)計并研究了一種基于氧化鈦(TiO_2)納米材料浸潤性的微流體驅(qū)動方法。
采用光刻與濕法腐蝕方法制作出集成有毛細微泵的玻璃微流控芯片，通過脈沖激光沉積(PLD)方法在玻璃芯片上鍍上一層TiO_2納米顆粒薄膜。研究了TiO_2納米顆粒薄膜對玻璃芯片浸潤性的影響。使用自己搭建的觀測系統(tǒng)對微通道內(nèi)的流速進行了測量。研究表明，TiO_2納米顆粒薄膜的光致親水性會導(dǎo)致玻璃芯片及其微通道內(nèi)的親水性增強。微通道內(nèi)增強的表面張力可以驅(qū)動流體運動，測得微通道內(nèi)的最高流速可達到50mm/s。
另外，采用光刻和激光刻蝕兩種方法在金屬鈦上制作出微流控芯片，并利用陽極氧化方法在鈦金屬芯片上生長出TiO_2納米管陣列薄膜。對不同工藝的制作效果進行了比較。研究了管徑尺寸、保存時間、光照條件對納米管薄膜親水性的影響。對微通道內(nèi)的流速進行了測量。研究表明，TiO_2納米管薄膜會導(dǎo)致鈦片表面及其微通道內(nèi)產(chǎn)生很強的親水性。被TiO_2納米管陣列覆蓋的微通道內(nèi)具有很強的表面張力，可以驅(qū)動流體在微通道內(nèi)流動，測得微通道內(nèi)******水流速度超過15mm/s。
