随着MEMS技术在生物医学检测与生化分析领域的广泛应用,微纳米结构的微流体驱动与控制技术已经逐渐成为研究的热点。本论文工作是国家自然科学基金项目的一部分,主要研制了一种可用于生物芯片的微流控系统。该系统主要由无阀压电行波式微流泵和PDMS微流沟道构成。　　 本论文具体工作包括以下几个方面:　　 (1)对压电双晶片的振幅进行了理论推导和行波的形成机理进行了深入分析,为无阀压电行波式微流泵的研制提供了理论依据。　　 (2)利用ANSYS有限元软件,对压电双晶片的振动进行了建模仿真,为微流泵参数的选择提供了参考依据。这些参数包括加在压电双晶片两极间的电压、压电双晶片的长度和宽度、压电双晶片单片压电陶瓷的厚度和中间电极层的厚度等。此外,还分析了压电双晶片阵列相邻两片不同间距时的相互影响关系和压电双晶片不同位移下PDMS微流沟道的位移响应情况。　　 (3)完成了微流泵驱动控制电路的研制。利用CPLD芯片产生四路振幅相同、频率相同、相位相差90°的3.3V电压的方波信号,然后通过大功率三极管进行放大,得到了所需的驱动电压信号,并且振幅和频率都可调。　　 (4)对微流泵和PDMS微流管道的制作工艺,芯片的封合和表面改性技术进行了研究,完成了无阀压电行波式微流泵及微流管道的制备。　　 本论文研制的微流控系统采用四路振幅相同,频率相同,相位彼此相差90°的方波电压信号驱动压电双晶片有规律振动,在输流管道上产生行波,使液体沿着行波方向流动,目前其流速可以达到0.173μL/min。作为一种新型的微流体控制技术,无阀压电行波式驱动所需驱动电压低、材料选择广泛、成本低廉、使用方便、可适用于各种环境中,在生物芯片领域具有广泛的应用前景,该技术目前未见相关的报道。