[发明专利]基于双向形状记忆聚合物的流体混合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体混合器，具体是一种基于双向形状记忆聚合物的流体混合器。

背景技术

目前流体混合器领域的研究焦点主要集中于微型流体混合器。微流体混合器的独特之处在于：体积小，能耗低，反应物消耗低，分析时间短，效率高，主要用于生物及化学反应前各种液态试剂的充分混合，在化学分析、生物及化学传感、分子分离、核酸排序及分析、环境监测等领域有着广泛的应用前景。例如，微全分析系统具备独特的优越性，如较短的响应时间、较少的试剂和试样消耗量、易于小型化和自动化、效率高等。而微混合器正是一种可以实现上述优越性的微器件，但是目前此类微混合器较少。

现已研究开发的微混合器大概可以分为两类：主动混合器与被动混合器。被动混合器主要是利用分割与再结合的层压原理，例如利用通道结构制造混乱层流等方法。这一类混合器由于不需要外部能源来加速混合，因此便于集成，可靠性也更高，但要取得较好的混合效果往往需要较复杂的通道结构，所以一般混合效果很难达到最佳。主动混合器利用声，电，磁等外部能量对微通道内的流体进行扰动进而加速混合，混合效果一般比较突出，而且溶液混合时间较短，混合距离短，可选择性更大，适于雷诺数较低的溶液。但现有的主动微混合器不易集成，成本较高，制作也相对困难，对于材质的要求也相对于被动混合器更加严格，而且某些特殊情况下需要被混合的流体具有一定的性质，这些局限性给其应用带来一定的困难。因此，开发一种新型的主动微流体混合器已成为当前混合器领域极为迫切的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，利用双向形状记忆聚合物材料自身的双向形状记忆功能，提供一种可通过温度来控制不同流体相互混合的可重复使用的流体混合器。

一种基于双向形状记忆聚合物的流体混合器，其特征在于：所述混合器以双向形状记忆聚合物为基体，在基体表面具有至少两个储液区、至少一个混液区、至少两个第一通道区，所述第一通道区连接在储液区与混液区之间，至少所述储液区或第一通道区为预变形区域，所述预变形区域为能够随温度的升高、降低在初始形状和预变形后的形状之间发生可逆变化的区域。

进一步地，所述基体的边缘与储液区和/或混液区之间还设置有第二通道区。

进一步地，所述第二通道区为预变形区域。

进一步地，所述储液区为预变形区域。

进一步地，所述预变形区域初始形状为平面，预变形后的形状为凹陷形状。

进一步地，所述预变形区域初始形状为凹陷形状，预变形后的形状为平面。

进一步地，混液区所能容纳的流体体积大于所有储液区所能容纳的流体体积之和。

进一步地，还包括能够为所述基体的恢复形状提供驱动的驱动装置。

进一步地，所述双向形状记忆聚合物的形状可逆变化的驱动为热、电、磁、光或者溶液驱动中的一种或多种。

双向形状记忆聚合物(包括需要施加约束的和无需施加约束的两大类)具有双向形状记忆效应，是指通过适当的预变形处理后，聚合物可以随着温度的升高或者降低，其形状在预变形和初始形状之间以线性或非线性的方式发生可逆的形状变化。本发明利用这一特性，制备可重复使用的聚合物基流体混合器。

本发明与现有技术相比，具有如下优点效果：

1、本发明所提供的流体混合器，是基于聚合物材料本身的双向形状记忆功能来实现混合溶液的功能，无需电路，易于制作、易于集成、成本低。

2、本发明所提供的流体混合器，可以重复使用。

3、本发明所提供的流体混合器所用基体，可根据需要从现有的聚合物中选择，从而调整溶液混合驱动温度、力学性能及耐腐蚀性能。

4、本发明所提供的流体混合器，结构简单，性能稳定，可以在较长时间内保持稳定的混合质量。

附图说明

图1为本发明所述基于双向形状记忆聚合物的流体混合器实施例一的结构图。

图2为本发明所述基于双向形状记忆聚合物的流体混合器实施例二的结构图。

附图标记说明如下：

1-储液区，2-第一通道区，3-混液区，4-第二通道区。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例一：三种溶液混合的流体混合器。