利用飞秒激光双光子直写技术, 在微流控芯片内部集成了一款三维(3D)弹簧状流量传感器。加工的弹簧状流量传感器可以循环拉伸多次, 且变形可逆。另外, 不同的激光曝光能量能够加工不同厚度的弹簧状流量传感器, 从而可以检测出不同范围的流速, 最小可检测10-12量级的流速。该流量传感器可以用于多种微流控器件中, 尤其适用于需要将流速检测与微流控器件结合的场合以及超低流速的检测应用中。

为了在微流体控制系统中实现对流体流速的控制和流体的单向流动, 借鉴人体心脏瓣膜的结构, 设计了新型被动式微阀。选用SU-8作为被动式微型阀的结构材料, 用ANSYS仿真了不同厚度(10, 15, 20 μm)的阀门膜片在不同压力作用下的挠度与应力, 进而确定了合适的阀门膜片厚度。利用微细加工技术, 集成加工了微型阀, 并由此确定和优化了微型阀的加工工艺。用去离子水作为介质测试了微型阀的过流特性, 在正向压力为11.7 kPa的压力作用下, 测得A、B型被动式微阀的正向流速分别为1.66 ml/min和1.35 ml/min。对测试数据的分析表明, 设计的微型阀有线性控制的潜能。以SU-8胶作为结构材料的微型阀不仅性能较好, 同时具有生物兼容性, 可扩展微型阀的应用范围。