为了降低微流分析成本，该文提出了基于智能手机检测压电基片上目标微液滴方法，并开发出相应的应用软件，通过分析微液滴颜色信息和几何信息定位目标微液滴位置，结合分析时间获取微液滴输运速度。为验证提出方法的正确性，以5 μL黑色墨水溶液微液滴为研究对象，进行压电基片上微液滴识别和位置分析实验。结果表明，该文所提方法和开发的应用软件可识别和定位压电基片上微液滴，在功率为27, 5 dBm时，第2~10 s段内微液滴输运速度为0, 416 mm/s。

基于数字微滴图像检测法的数字聚合酶链式反应(PCR)在检测时获取的荧光微滴图像呈密集分布、具有低亮度、低对比度等特点, 导致其识别正确率较低。为了实现对密集分布的荧光微滴的正确识别, 本文提出一种基于改进的分水岭分割算法的荧光微滴识别方法, 首先利用直方图均衡化和高斯滤波对图像进行预处理, 然后使用局部自适应阈值分割从背景中提取目标, 降低对图像灰度信息的依赖, 最后结合微滴形状类圆、尺寸较均匀的特点定义微滴黏连度函数, 降低了分水岭分割中的错误分割比例。对比实验表明, 与传统的基于距离变换分水岭分割法相比较, 本文算法的正确率为9734%, 高于对照方法的859%, 验证了本文算法的优越性。

针对目前数字微流控芯片驱动电压比较高的问题，本文对比传统的驱动电极结构，研制了一种可以降低驱动电压的半月形驱动电极数字微流控芯片。首先，基于介电湿润原理，分析微液滴所受介电湿润力和微液滴接触圆上有效三相接触线所对应弦长的关系。接着，对比分析了传统的方形、叉齿形驱动电极与提出的半月形驱动电极上液滴有效三相接触线所形成的弦长大小; 分析得出3种驱动电极结构中半月形驱动电极所形成的有效弦长最大，从而表明半月形驱动电极的数字微流控芯片上介电驱动力最大。最后，利用设计制作的3种驱动电极介电湿润芯片分别实验验证驱动液滴的效果。结果表明，所研制的半月形驱动电极数字微流控芯片的最小驱动电压分别比方形和叉齿形驱动电极芯片降低了约37%和67%。另外，当有效驱动电压为60 V时，半月形驱动电极芯片上2 μL去离子水微液滴的速度约为10 cm/s，分别是方形与叉齿形驱动电极芯片上液滴速度的3倍和2倍。得到的实验数据证明了半月形驱动电极数字微流控芯片实现了降低芯片驱动电压的目的。

针对现有悬臂梁式微型振动发电机存在低频响应不敏感，抗冲击能力差等问题，提出了一种利用微液滴介质拾振实现差分电容器变化及电荷转移的静电式微型振动发电机新结构。根据驻极体模型，推导出了差分电容器极板的电荷分布公式; 结合微液滴作受迫正弦振动假设，建立了静电式微型振动发电机的数学模型。采用COMSOL Multiphysics软件对微液滴运动及电容器极板电荷分布进行了仿真，得到了发电机的输出电压幅频特性。制作出了以汞为介质的静电式微型振动发电机样机，进行了样机的性能测试。实验结果表明：该静电式微型振动发电机共振频率为3 Hz，在加速度为3 g、振动激励频率为3 Hz，负载为1 MΩ时，测得样机输出电压峰-峰值为1.21 V，输出功率为0.73 μW，实现了环境中低频振动能量的获取与转换。

通过共聚焦拉曼原位光谱技术在分子水平上研究了沉积在聚四氟乙烯基底上的ZnSO₄微液滴的风化过程。根据获得的高信噪比的Raman光谱,详细探讨了湿度降低时ZnSO₄微液滴中Zn²⁺和SO离子的缔合行为,即经由单齿、双齿最终转化为复杂的链状或网状接触离子对。利用曲线拟合技术对其光谱的ν₁-SO峰进行分峰,获得了不同湿度下ZnSO₄微液滴中各组分的量化信息:高湿度时,液滴中主要包含自由的水合SO;随着湿度降低,自由SO逐渐向单齿、双齿接触离子对转化,并在湿度为66%和34%时分别达到其最大值;继续降低湿度,复杂的链状或网状接触离子对逐渐成为液滴中的主要成分。