[发明专利]液态金属微阀装置以及设有该装置的微流控系统

说明书

本发明涉及微流控阀体设备技术领域，尤其涉及一种液态金属微阀装置以及设有该装置的微流控系统。该装置的主微流道与辅助微流道之间交叉连通，主微流道内流经有流体，辅助微流道内充满液态金属；在主微流道与辅助微流道的交叉连通处设有阀体微流道，阀体微流道用于为流经阀体微流道内的流体导向，从而在微流道内部实现单向阀或双向阀的功能；在辅助微流道内的液态金属流入并充满阀体微流道内时，阀体微流道内的液态金属能将主微流道内的流体阻断，从而利用具有较大表面张力的低熔点液态金属阻断流体流动，以实现阀体的关闭。该装置及装有该装置的微流控系统能在装置开启时实现良好的导通性，并能在装置关闭时有效提高微阀密闭性，减少流体泄露。

技术领域

本发明涉及微流控阀体设备技术领域，尤其涉及一种液态金属微阀装置以及设有该装置的微流控系统。

背景技术

液态金属在微流控技术领域已经有较为广泛的应用，如液态金属电极、电渗泵、加热器和电磁泵等。但是将液态金属作为阀应用在微流控领域，目前还没有相关文献提及。

当前在微流控技术领域，微阀可分为主动阀和被动阀，被动阀通常只具有单向导通性，即只能控制流体往一个方向流动。主动阀又分为电磁阀、形状记忆合金阀和气动阀等，气动阀由于其简单的制作工艺，便捷的操控性在微流控领域得到广泛的应用，但是由于流道结构的限制，导致气动阀的气密性差，无法使气动阀关紧，导致流体从阀体缝隙出泄露。因此，气动阀的结构仍在在不断改进和优化中。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种液态金属微阀装置以及设有该装置的微流控系统，能在装置开启时实现良好的导通性，并能在装置关闭时有效提高微阀密闭性，减少流体泄露。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液态金属微阀装置，包括主微流道和辅助微流道，所述主微流道与辅助微流道之间交叉连通，所述主微流道内流经有流体，所述辅助微流道内充满液态金属，所述主微流道与辅助微流道的交叉连通处设有阀体微流道，所述阀体微流道用于为流经所述阀体微流道内的所述流体导向；在所述辅助微流道内的液态金属流入并充满所述阀体微流道内时，所述阀体微流道内的液态金属能将所述主微流道内的流体阻断。

进一步的，所述阀体微流道的轴向沿所述流体的流向设置，所述阀体微流道的轴向两端分别排列有多个支柱，以使两排所述支柱分别构成所述阀体微流道的两个轴向端面；每个所述阀体微流道的轴向端面均能使所述流体单向通过，但不能使所述液态金属通过。

进一步的，两排所述支柱分别具有预设的倾斜方向，每排所述支柱的倾斜方向沿所述流体的流向设置。

进一步的，两排所述支柱平行。

进一步的，两排所述支柱不平行。

进一步的，两排所述支柱的倾斜方向相反。

进一步的，所述主微流道内的流体压力小于所述辅助微流道内的液态金属压力时，所述辅助微流道内的液态金属流入并充满所述阀体微流道内；所述主微流道内的流体压力大于或等于所述辅助微流道内的液态金属压力时，所述主微流道内的流体流经所述阀体微流道。

进一步的，在所述液态金属充满所述阀体微流道内时，通过降温使所述液态金属在所述阀体微流道内凝固。

进一步的，所述液态金属为低熔点金属，所述低熔点金属包括液态汞、液态的镓金属单质、液态的镓基合金、或液态的铋基合金。

本发明还提供了一种微流控系统，包括如上所述的液态金属微阀装置。

(三)有益效果