[发明专利]弹性体集中阀

说明书

提供了一种流体阀，该流体阀包括第一平面基底、弹性体和第二平面基底，该第一平面基底具有光滑表面或带有特征的表面，该弹性体设置在第一基底上，该第二平面基底设置在弹性体的另一侧；其中第二基底具有光滑表面或特征，其中第一基底和第二基底比弹性体更硬；其中第一基底、第二基底或弹性体具有流体通道，其中当第一基底或第二基底处于第一热状态或第一压缩状态时通道打开，其中当第一基底或第二基底处于第二热状态或第二压缩状态时通道闭合或部分闭合；其中第二热状态是与第一热状态不同的温度，其中第二压缩状态是与第一压缩状态不同的压力。

技术领域

本发明总地涉及流体阀。更具体地，本发明涉及具有热或机械致动的弹性体材料以阻碍一个或多个流体通道的流体阀。

背景技术

处理和操控少量液体是现代生物学中的基本挑战。微流体技术提供了减少样品和试剂消耗同时提高自动化的手段。实现这些目标的关键是集成阀，其能够引导、泵送和隔离亚微升体积的液体。大多数现有阀都是气动致动的，并且需要压力罐、调节器和片外电磁阀来控制片上流体操控。

已经做出尝试以消除气动阀所需的外部控制。这些尝试包括使用热偏转材料或双金属和局部图案化的热膨胀材料(包括蜡、塑料、气体、液体、水凝胶和复合材料)开发热致动阀的努力。之前的努力尚未被广泛采用，因为它们是一次性使用阀，涉及复杂的多步骤制造工艺、大于毫米级、没有被严格测试、彻底特征化或多路复用、需要大于5秒的时间来致动、不顺应高产量制造、或者没有完全闭合。

所需要的是一种能够复杂液体处理而不需要气动系统所需的昂贵、笨重且高功耗的外部设备的装置。

发明内容

为解决本领域中的需要，提供了一种流体阀，该流体阀包括第一平面基底，其中第一平面基底包括光滑表面或具有凹口或突起的表面，设置在第一平面基底上的平面弹性体层的第一侧；设置在平面弹性体层的第二侧的第二平面基底，其中平面弹性体层的第一侧和平面弹性体层的第二侧具有光滑表面或具有凹口或突起的表面，其中第二平面基底具有光滑表面或具有凹口或突起的表面，其中第一平面基底和第二平面基底比平面弹性体层更硬，其中第一平面基底、第二平面基底或平面弹性体层中的至少一个具有流体通道，其中当第一平面基底或第二平面基底处于第一热状态或第一压缩状态时流体通道打开，其中当第一平面基底或第二平面基底处于第二热状态或第二压缩状态时流体通道闭合或部分闭合，其中第二热状态是比第一热状态更高的温度，其中第二压缩状态是比第一压缩状态更高的压力。

根据本发明的一个方面，第一平面基底或第二平面基底具有电阻器的图案，其中电阻器设置成通过电压的应用提供局部加热，其中平面弹性体层根据局部加热放置在局部膨胀状态，其中流体通道填充有来自弹性体层的材料。在一个方面，电阻器可包括氧化铟锡电阻器、印刷碳电阻器、蚀刻薄膜电阻器或电阻合金电阻器。

根据本发明的另一方面，弹性体层包括硅酮，例如聚二甲基硅氧烷、氨基甲酸酯、或含氟弹性体、氟硅氧烷、橡胶或热塑性弹性体。

在本发明的另一个方面，第二压缩状态包括i)第一平面基底、ii)第二平面基底、iii)弹性体层或i)、ii)和iii)的任何组合的位移。

根据本发明的一个方面，第二压缩状态由致动器引发，致动器可包括液晶弹性体、压电致动器或电活性聚合物。

在本发明的又一个方面，第一平面基底或第二平面基底可包括玻璃、塑料、玻璃纤维、金属、硅、陶瓷、石英或比平面弹性体层更硬的材料。

根据本发明的一个方面，第二热状态是根据电阻加热元件、空间图案化光的应用、空间图案化吸收材料与图案化或非图案化光的组合、热物品的直接接触、含有加热流体的通道、或含有放热化学反应的通道引发的。

在本发明的另一方面，第二热状态由图案化冷却引发。

根据本发明的另一方面，第一状态和第二状态是可逆状态。

附图说明