微流控光学芯片具有微型化、集成化、可调化的优势,其应用中常碰到的技术瓶颈是液体驱动技术。微量液体具有与大块液体不同的性质,利用其微观特性可发展新型液体驱动技术,该技术有利于微流控光学芯片的微型化、集成化及使用的灵活性。阐述了几种利用表面张力、热蒸汽、光压、Marangoni对流、磁场以及液体与电磁相互作用等驱动微液体的新型技术。

报道了利用声表面波实现水滴二维驱动的实验。在127.8° Y切X向传播的铌酸锂衬底上制作了4个叉指换能器。每个叉指换能器由10对电极构成,其叉指周期为400 μm,宽度为100 μm,孔径为12 mm,整个器件的尺寸为26 mm×26 mm×0.45 mm。由于铌酸锂晶体的各向异性,叉指换能器沿Y、X方向的谐振频率不同,分别为9.3 MHz 和9.6 MHz。基于铜材料相对于铝材料的优点,选用了铜材料并采用剥离工艺制作了电极,得到了优化的工艺参数。最后,用了超长时间超声波辅助方法彻底去除残胶,实现了对水滴的二维驱动,输入功率为9 W,液滴运动的平均速率为5 mm/s。利用ANSYS软件分析了声表面波在铌酸锂衬底内的传播,内部振动的模拟结果与理论分析一致。实验表明,利用声表面波实现液体的二维驱动是可行的,该液体驱动原型可用于片上系统和μ-TAS。