微米級顆粒電阻脈沖檢測機理研究.pdf

1、基于微流控芯片的顆粒電阻脈沖檢測技術(RPS)，具有結構簡單、檢測快速、靈敏度高、成本低等突出特點，利于開發(fā)成為面向海洋污染物現(xiàn)場快速檢測的便攜式儀器。隨著微通道結構以及待測顆粒形狀的多樣化，現(xiàn)有的相關理論無法對一些新的實驗現(xiàn)象給出合理的解釋。對相關科學問題進行深入研究，可以完善電阻脈沖檢測理論，同時對拓展該技術的應用也具有重要意義。
　　本文采用實驗和數(shù)值模擬兩種方法，研究了導電顆粒、顆粒和通道形狀對電阻脈沖檢測信號幅值的影響規(guī)

2、律和機理。具體來看，主要有如下三部分內(nèi)容:
　　(1)實驗研究了直徑均為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檢測區(qū)時產(chǎn)生的信號幅值隨外加電壓的變化情況。實驗結果表明:相同條件下，直徑為5μm的磁珠經(jīng)過差分RPS檢測微流控芯片時，所產(chǎn)生的信號幅值明顯高于直徑5μm的聚苯乙烯顆粒所產(chǎn)生的信號幅值。這主要是由于磁珠在電場誘導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檢測通道時，所產(chǎn)生的RPS信號幅值隨顆粒形狀的變化關系。模擬結果表明:顆粒形狀和方向角度對RPS檢測有重要影響。橢球顆粒所產(chǎn)生的RPS信號幅值隨橢球顆粒赤道半軸與極半軸之比的增大而增大;扁長形橢球顆粒所產(chǎn)生的RPS信號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