[发明专利]一种基于激光冲击波力学效应的无阀微泵及其制造方法

权利要求书

1.一种基于激光冲击波力学效应的无阀微泵，该无阀微泵包括泵体、设置在泵体上的流体入口和流体出口，以及牺牲层元件，其中：

所述泵体包括柔性高分子材料制成的泵膜、由泵膜包围形成的泵腔，以及分别设置在流体入口、流体出口与泵腔之间并与泵腔相连通的扩张管和收缩管，所述扩张管呈锥形管结构且其直径沿着从流体入口到泵腔的方向逐渐增大，所述收缩管同样呈锥形管结构且其直径沿着从泵腔到流体出口的方向逐渐增大；

所述牺牲层元件设置在泵腔上部的泵膜处，并由对激光辐射敏感的材料制成，当其表面受到激光辐射后，该牺牲层吸收激光能量并发生气化膨胀，产生等离子体爆炸气团以对与之相连的泵膜起到冲击波的作用，相应使得泵腔体积交替改变由此执行流体的输送操作。

2.如权利要求1所述的无阀微泵，其特征在于，所述锥形管结构的扩张管和收缩管呈对称分布，且其锥形角度为5°～12°。

3.如权利要求1或2所述的无阀微泵，其特征在于，所述牺牲层元件由黑漆材料或硅酸乙酯黑漆材料制成。

4.如权利要求1-3任意一项所述的无阀微泵，其特征在于，所述柔性高分子材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚二甲基硅氧烷中的一种。

5.一种用于制备如权利要求1-4任意一项所述的无阀微泵的方法，该方法包括下列步骤：

（a）制作包含有流体入口、流体出口的第一泵体阳模具，然后在该第一泵体阳模具表面上浇注由PDMS单体与交联剂共同构成的混合物；

（b）制作包含内部流体通道和泵腔结构的第二泵体阳模具，将该第二泵体阳模具与第一泵体阳模具对准并覆盖于所述混合物上，然后施加压力以使多余的混合物挤出；

（c）将执行步骤（b）后的两个泵体阳模具及其中间的混合物放置在烘箱中执行加热处理，由此固化PDMS单体与交联剂共同构成的混合物；

（d）分别使两个泵体阳模具与固化后的混合物相分离，由此制得包含内部流体通道和泵腔、并具有流体入口和流体出口的泵体；

（e）在所制得的泵体上部相应于泵腔的位置设置所述牺牲层元件，相应获得微泵产品。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一泵体阳模具通过光刻显影和反应离子刻蚀工艺制成，并经硅烷化处理。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第二泵体阳模具通过光刻显影和感应耦合等离子体刻蚀工艺制成，并经硅烷化处理。

8.如权利要求5-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述PDMS单体与交联剂之间的重量比为10：1，并且所述加热处理过程中烘箱的温度为70℃~90℃，对应的加热时间为4~1小时。