电磁作用下的电渗流调控

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微芯片技术是当今科技发展的前沿,临床检验、新药物筛选都将在微流控芯片技术的带动下蓬勃发展。不仅是生物领域,其他领域包括食品和商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学及航天科学等都开始采用微芯片技术。在芯片上为提高分离效果必须引入弯道,同时存在弯道效应,现在学术界研究的重点是通过施加径向电场的方式对电渗流进行调控。从经典电磁理论上分析,磁场与电场在一定意义上是等效的,可以起到相同的物理影响。而且与径向电场相比,径向磁场更具有实时,高效的调控的优点。本文从理论计算出发,采用有限单元法对流体在磁场环境中的电渗流变化进行数值模拟。在先研究温度和轴向电场对电渗流的影响之后,确定所应用力量数学方程的正确性;接着在直管道上进行数值模拟比较径向电场和径向磁场对电渗流的影响,得出两者均能影响电渗流的结论;之后对磁场改善弯道效应进行了探索,分别对单弯直角弯道、单弯圆弧弯道、双弯直角弯道、双弯等宽圆弧弯道,进行了研究;得出针对不同类型的弯道,磁场改善弯道效应的范围。从而对毛细管电泳的弯道效应的改善提供了一个新的思路。
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