[发明专利]基于超高频体声波谐振器的微液滴操纵方法以及装置

权利要求书

1.一种基于超高频体声波谐振器的微液滴操纵方法，其特征在于，包括：微液滴生成模块向微流道提供连续相流体以及分散在连续相流体中的微液滴；所述微流道中的超高频体声波谐振器提供体声波以及引发流体涡旋以对所述微液滴进行操纵然后流向下游通道，所述超高频体声波谐振器的工作频率为1至5GHz，其中：

满足如下条件时所述操纵为微液滴切割：分散相声阻抗为a1，所述微液滴的声阻抗为a2，(a1-a2)大于预设第一差值，或者(a1/a2)大于预设第一系数；声波在所述分散相与微液滴的界面处的反射率大于预设第一反射率；所述超高频体声波谐振器的功率大于预设第一功率；所述微液滴的流速低于预设第一流速；

满足如下条件时所述操纵为微液滴轨迹控制：所述分散相声阻抗为a1，所述微液滴的声阻抗为a2，(a1-a2)大于预设第二差值，或者(a1/a2)大于预设第二系数；所述微液滴直径与所述超高频体声波谐振器的最长边长的比值小于预设第一比值；

满足如下条件时所述操纵为内部粒子轨迹控制：所述微液滴的内部具有粒子；所述分散相声阻抗为a1，所述微液滴的声阻抗为a2，(a1-a2)小于预设第三差值，或者(a1/a2)小于预设第三系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下游通道包括多个下游支路，在所述操纵为微液滴轨迹控制的情况下，所述微液滴经过所述超高频体声波谐振器之后，还包括：

流向多个下游支路中的一部分下游支路以实现微液滴筛分。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下游通道包括多个下游支路，在所述操纵为内部粒子轨迹控制的情况下，所述微液滴经过所述超高频体声波谐振器之后，还包括：

所述内部粒子流向多个下游支路中的一部分下游支路以实现内部粒子筛分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述微液滴在所述微流道中的流动方式为次序流动、并排流动或者交错流动。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，单个所述微液滴能够覆盖部分所述超高频体声波谐振器，或者覆盖单个所述超高频体声波谐振器，或者同时覆盖多个所述超高频体声波谐振器。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述超高频体声波谐振器的数量为多个，多个所述超高频体声波谐振器在所述微流道中的排列方式为次序排列、并排排列或者交错排列。

7.一种基于超高频体声波谐振器的微液滴操纵装置，其特征在于，包括微液滴生成模块、微流道、下游通道和超高频体声波谐振器，所述超高频体声波谐振器的工作频率为1至5GHz，其中：

所述微液滴生成模块用于提供连续相流体以及分散在连续相流体中的微液滴；

所述微流道的入口与所述微液滴生成模块相连；

所述下游通道与所述微流道的出口相连；

所述超高频体声波谐振器至少部分地位于所述微流道中，所述超高频体声波谐振器用于提供体声波以及引发流体涡旋以对所述微液滴进行操纵，其中，

满足如下条件时所述操纵为微液滴切割：分散相声阻抗为a1，所述微液滴的声阻抗为a2，(a1-a2)大于预设第一差值，或者(a1/a2)大于预设第一系数；声波在所述分散相与微液滴的界面处的反射率大于预设第一反射率；所述超高频体声波谐振器的功率大于预设第一功率；所述微液滴的流速低于预设第一流速；

满足如下条件时所述操纵为微液滴轨迹控制：所述分散相声阻抗为a1，所述微液滴的声阻抗为a2，(a1-a2)大于预设第二差值，或者(a1/a2)大于预设第二系数；所述微液滴直径与所述超高频体声波谐振器的最长边长的比值小于预设第一比值；

满足如下条件时所述操纵为内部粒子轨迹控制：所述微液滴的内部具有粒子；所述分散相声阻抗为a1，所述微液滴的声阻抗为a2，(a1-a2)小于预设第三差值，或者(a1/a2)小于预设第三系数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述下游通道包括多个下游支路。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述超高频体声波谐振器为三角形、锯齿形、多边形、橄榄形、椭圆形或者半圆形。