微流控技术是涉及微纳加工,化学合成,流体动力,生物工程等多个领域的综合性学科,广泛应用于生化检测,细胞分离,传感监测等领域。功能化的微纳米结构及材料与微流控器件进行一体化集成将有力促进相应器件的多功能化和广泛应用。微纳结构在微通道内的定位制备工艺难度由于微通道结构及尺寸的限制而大大提高,而电互连作为传感检测器件中的重要模块也受到流体性质及微通道制备工艺的限制。本文对微通道内液液两相界面反应体系进行控制,在集成电学传输模块的微流控器件中实现微通道制备工艺与传统平面加工工艺兼容的基础上,开展了微纳米结构的定位合成、互连及传感应用一体化研究。首先,通过对合成铜基产物的两相不互溶宏观界面反应体系进行研究,在表征界面反应产物的同时,考察反应过程中界面及附近的传质过程,揭示宏观界面反应机制。不同界面反应体系在界面处的传质过程受到界面的影响,在反应物传输,界面溶质分配及化学反应等过程的综合作用下,不同的反应阶段出现亚扩散、扩散、超扩散等不同的传质过程和特征。反应中各个过程的竞争决定了界面产物的尺寸、形貌及性质,也为液液两相不互溶界面反应体系的控制及应用提供了指导。通过在微通道内控制两相平行流界面实现长径比达1000及以上的铜基微纳米线的原位可控制备。根据界面反应过程的实时观察结果及原位合成产物的形貌与结构,揭示了微通道尺寸限制条件下的界面反应机制,并建立相应模型。微通道内两相平行流的雷诺数<0.1,为典型层流,沿垂直界面方向(横向)传质主要受扩散控制。尺寸限制条件下横向扩散决定了界面反应过程及合成产物的最终尺寸及形貌。通过预先在衬底集成薄膜电极后进行原位界面反应,成功实现铜基微纳米线的原位合成及其与外界的电互连。最后,对主要成分为氧化亚铜的铜基微米线在不同条件下的传感性能进行研究。相比于氮气及液态正己烷环境,甲醇及乙醇液体环境中的电流响应信号增大了2～3个数量级。而不同光照条件下,传感器在甲醇及乙醇溶液中的灵敏度最大变化分别达到70%及40%。醇类中含有的羟基活性基团在氧化亚铜表面进行吸附、解吸附及氧化还原等过程改变了铜基产物表面及内部的的载流子分布,进而导致不同光照环境条件下的电学性能发生变化以实现对羟基基团的传感与检测。铜基微纳传感器针对羟基活性物质的传感特性为液态环境下含有羟基物质的检测提供了新的方法。