由自振荡聚合物凝胶驱动的化学微泵

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:52
文章英文标题
A chemical micropump actuated by self-oscillating polymer gel
正文
我们演示了一种自驱动化学微泵，它由合成聚合物凝胶的自振荡运动驱动，将化学能转化为聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄片的位移，通过微止回阀产生定向流动。振荡的Belousov-zhabotinsky ( BZ )反应诱导的凝胶振荡产生较大的体积变化。为了有效地利用这种体积变化，凝胶条被用作驱动。他们被固定的盖玻璃和推杆夹住，以沟通凝胶杆的膨胀(推)力到泵房。25℃时，这种凝胶微泵在微通道内产生0.07 mN的冲程力和0.28μL / min的正净流。此外，该凝胶微泵的流量随着温度从20℃升高到30℃而增大，与现有的化学微泵相比，该凝胶微泵具有自振荡、易加油、热可控等优点。这种基于凝胶的软式微泵将被用作可穿戴设备或利用柔韧性和安静性的医疗设备。
文章内容（英文）
We demonstrated a self-driven chemical micropump powered by self-oscillating motions of synthetic polymer gel converting chemical energy into displacements of a thin polydimethylsiloxane (PDMS) sheet to produce a directional flow via micro check valves. The gel oscillations induced by the oscillatory Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction generate large volume change. To effectively exploit this volume change, gel bars were used as drivers. They were sandwiched by a fixed cover glass and a push-bar to communicate the expanding (pushing) force of the gel bars to the pumping chamber. At 25 °C, this gel micropump generated a 0.07 mN stroke force and a 0.28 μL/min positive net flow in the microchannel. Additionally, the flow rate of this gel micropump was increased as the temperature was raised from 20 to 30 °C. Compared to existing chemical micropumps, this gel-based micropump provides advantages of self-oscillating property, easy refueling and thermal controllability. This gel-based soft micropump would be used as wearable or medical devices exploiting the flexibility and quietness.
来源出处
Journal|[J]Sensors and Actuators B: ChemicalVolume 337, 2021.
DOI
https://doi.org/10.1016/J.SNB.2021.129769

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