[00369007]微型泵(喷)的设计理论与技术基础

微流量控制系统已逐渐发展成为生物医学、微小能源、汽车发动机等领域中的一项关键技术，微型泵(喷)、微型阀作为微流量控制系统中的执行和控制元件，起着至关重要的作用。该项目针对微型泵(喷)、微阀在驱动、控制原理，设计与制作等方面涉及的共性关键理论问题，系统地研究了微尺度下不同构型和作用机制下流体的能量/动量传输规律，探索了有效的微流动控制方法和耦合作用机制，建立了面向工程、实用的微型泵(喷)、微型阀的设计理论与技术基础。具体研究内容和创新点包括：(1)在微尺度下的流动和控制规律方面：在世界上首次测得微发散-收缩管道的过流特性，建立了微型无阀泵简便、准确的设计方法，为其设计、制造和应用提供了基础实验依据和理论基础；(2)提出并研究了等效电路网络等系统级建模理论及方法，对电-液耦合、热-固-液耦合、压电-固-液耦合等典型微流体耦合系统进行了系统级分析，并将其成功应用于微阀、微泵和微喷等器件的研制；(3)基于微尺度流动中表面效应增强的特点，提出并系统总结了被动疏水阀的规律，利用表面微结构可有效控制表观润湿性的特点，提出了基于表面张力的主动微流控技术新思路；(4)提出的微型泵(喷)等设计理论为国内、外2家企业提供基础技术支撑，如微型泵的建模理论用于手机微型燃料电池的供气系统，授权5国发明专利(中国、美国、欧洲、日本和韩国)。该项目研究坚持十多年，为微流体器件与系统的设计与开发建立了面向工程、实用的设计理论平台。发表直接相关的论文被三大检索收录119篇，其中SCI收录16篇，EI收录80篇，ISTP收录64篇。其中10篇代表性论文被WebofScience他引211次。其它相关论文被WebofScience他引300多次；授权中、外发明专利10项；并在国际会议上做邀请报告多次。学术上达到国际先进水平，主要学术观点和成果获国内、外同行广泛认可。共培养研究生、博士后四十多人，形成了较强实力的人才梯队。研究成果在生化检测、医学、航空、航天等领域具有重要应用。