微米級(jí)顆粒電阻脈沖檢測(cè)機(jī)理研究.pdf

1、基于微流控芯片的顆粒電阻脈沖檢測(cè)技術(shù)(RPS)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速、靈敏度高、成本低等突出特點(diǎn)，利于開發(fā)成為面向海洋污染物現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的便攜式儀器。隨著微通道結(jié)構(gòu)以及待測(cè)顆粒形狀的多樣化，現(xiàn)有的相關(guān)理論無法對(duì)一些新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給出合理的解釋。對(duì)相關(guān)科學(xué)問題進(jìn)行深入研究，可以完善電阻脈沖檢測(cè)理論，同時(shí)對(duì)拓展該技術(shù)的應(yīng)用也具有重要意義。
　　本文采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種方法，研究了導(dǎo)電顆粒、顆粒和通道形狀對(duì)電阻脈沖檢測(cè)信號(hào)幅值的影響規(guī)

2、律和機(jī)理。具體來看，主要有如下三部分內(nèi)容:
　　(1)實(shí)驗(yàn)研究了直徑均為5μm的球形聚苯乙烯顆粒和磁珠(表面涂覆Fe3O4)在相同條件下，經(jīng)過RPS檢測(cè)區(qū)時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)幅值隨外加電壓的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:相同條件下，直徑為5μm的磁珠經(jīng)過差分RPS檢測(cè)微流控芯片時(shí)，所產(chǎn)生的信號(hào)幅值明顯高于直徑5μm的聚苯乙烯顆粒所產(chǎn)生的信號(hào)幅值。這主要是由于磁珠在電場(chǎng)誘導(dǎo)下表面雙電層變厚造成的。
　　(2)數(shù)值模擬研究了體積相同但形狀不同

3、的橢球顆粒在相同條件下沿通道中心線經(jīng)過相同RPS檢測(cè)通道時(shí)，所產(chǎn)生的RPS信號(hào)幅值隨顆粒形狀的變化關(guān)系。模擬結(jié)果表明:顆粒形狀和方向角度對(duì)RPS檢測(cè)有重要影響。橢球顆粒所產(chǎn)生的RPS信號(hào)幅值隨橢球顆粒赤道半軸與極半軸之比的增大而增大;扁長(zhǎng)形橢球顆粒所產(chǎn)生的RPS信號(hào)幅值隨橢球顆粒方向角度的增大而增大;扁圓形橢球顆粒所產(chǎn)生的RPS信號(hào)幅值隨橢球顆粒方向角度的增大而減小。
　　(3)數(shù)值模擬研究了相同球形絕緣顆粒在相同條件下沿通道中心