Investigación sobre la reducción de la pulsación del flujo líquido en microcanales de un chip microfluídico neumático basado en microválvulas de membrana
Autores: Liu, Xuling; Bo, Le; Zhang, Yusong; Peng, Chaofeng; Zhang, Kaiyi; Jin, Shaobo; Ye, Guoyong; Shao, Jinggan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación sobre la reducción de la pulsación del flujo líquido en microcanales de un chip microfluídico neumático basado en microválvulas de membrana
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo líquido
Microcanal
Microválvula de membrana
Pulsación de flujo
Chip microfluídico
Reacción bioquímica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El flujo de líquido inestable y discontinuo en el microcanal afecta la eficiencia de la mezcla de muestras, la detección molecular, la adquisición de objetivos y la reacción bioquímica. En este trabajo, se propone un método activo para reducir la pulsación del flujo en el microcanal de un chip microfluídico neumático utilizando una microválvula de membrana en chip como un orificio de amortiguación de cámara de válvula o un acumulador de cámara de válvula. Se presentan la estructura, el principio de funcionamiento y el modelo multifísico del elemento reductor de la pulsación del flujo en un microcanal. Cuando la pulsación del flujo en el microcanal es sinusoidal, de onda cuadrada o pulsada, se muestra el efecto de simulación de reducción de la pulsación del flujo cuando la válvula de membrana tiene diferentes permutaciones y combinaciones. Los resultados experimentales muestran que el flujo de entrada del elemento reductor es una pulsación de onda cuadrada con una amplitud de 0.1 mL/s y un período de 2 s, el flujo de salida del elemento reductor es asistido por 0.017 y la frecuencia de fluctuación se acompaña de una disminución. Los datos de prueba y los resultados de simulación verifican la racionalidad del elemento de reducción de flujo en el microcanal de la válvula de membrana, la corrección del modelo teórico y la viabilidad de la aplicación específica, lo que proporciona una tecnología de control automático de mayor precisión para el chip microfluídico con alta integración y función de reacción compleja.
Descripción
El flujo de líquido inestable y discontinuo en el microcanal afecta la eficiencia de la mezcla de muestras, la detección molecular, la adquisición de objetivos y la reacción bioquímica. En este trabajo, se propone un método activo para reducir la pulsación del flujo en el microcanal de un chip microfluídico neumático utilizando una microválvula de membrana en chip como un orificio de amortiguación de cámara de válvula o un acumulador de cámara de válvula. Se presentan la estructura, el principio de funcionamiento y el modelo multifísico del elemento reductor de la pulsación del flujo en un microcanal. Cuando la pulsación del flujo en el microcanal es sinusoidal, de onda cuadrada o pulsada, se muestra el efecto de simulación de reducción de la pulsación del flujo cuando la válvula de membrana tiene diferentes permutaciones y combinaciones. Los resultados experimentales muestran que el flujo de entrada del elemento reductor es una pulsación de onda cuadrada con una amplitud de 0.1 mL/s y un período de 2 s, el flujo de salida del elemento reductor es asistido por 0.017 y la frecuencia de fluctuación se acompaña de una disminución. Los datos de prueba y los resultados de simulación verifican la racionalidad del elemento de reducción de flujo en el microcanal de la válvula de membrana, la corrección del modelo teórico y la viabilidad de la aplicación específica, lo que proporciona una tecnología de control automático de mayor precisión para el chip microfluídico con alta integración y función de reacción compleja.