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非对称电极表面微观形貌对交流电渗流速的影响

姜洪源 李姗姗 侯珍秀 任玉坤 孙永军

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非对称电极表面微观形貌对交流电渗流速的影响

姜洪源, 李姗姗, 侯珍秀, 任玉坤, 孙永军

Effect of asymmetrical micro electrode surface topography on alternating current electroosmosis flow rate

Jiang Hong-Yuan, Li Shan-Shan, Hou Zhen-Xiu, Ren Yu-Kun, Sun Yong-Jun
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  • 经典交流电渗理论是利用电场进行非机械式微流体驱动的基础.传统理论交流电渗理论以双电层理论为基础,通过耦合电场方程以及流场方程得到微电极表面交流电渗流速表达式,通常与实验流速相差较大. 以电极表面微观形貌对交流电渗流速的影响为研究目标,定义微电极表面粗糙度为微观形貌特征参数,建立了等效双电层模型,并对传统交流电渗流速公式进行了修正.理论并仿真分析了表面粗糙度对于交流电渗流速的影响,利用非对称电极对交流电渗微流体驱动进行了实验研究,并进行对比分析.结果表明,理论分析与实验结果具有较好的一致性.
    AC Electroosmosis(ACEO) induced by electric field is the basic approach for non-mechanical microfluid pumping. Traditional ACEO theory is based on electric double layer (EDL) theory, and gives electric-flow field coupling equations for ACEO flo w rate. But there is a big deviation between the calculation data and experimental velocities. In this paper, electrode surface topography is included to solve ACEO flow rate. Withelectrode surfaceroughness as the characteristic parameter, equivalent EDL model is set up to modify the classical EDL model. The relationship between flow rate and electrode surface roughness is studied. Experiment results agree with the simulation very well, proving the feasibility ofequivalent EDL model.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51075087)和浙江大学流体传动及控制国家重点实验室开放基金(批准号: GZKF-201004)资助的课题.
    [1]

    Ramos A, Morgan H, Green N G, Castellanos A 1998 J. Phys. D: Appl. Phys. 31 2338

    [2]

    Ramos A, Gonzalez A, Castellanos A, Green N G, Morgan H 2003 Phys. Rev. E 67 056302

    [3]

    Jiang H Y, Ren Y K, Ao H R, Ramos A 2008 Chin. Phys. B 17 4541

    [4]

    Wee Y N, Shireen G, Yee C L, Chun Y, Isabel R 2009 Lab. Chip. 9 802

    [5]

    Ren Y K, Ao H R, Gu J Z, Jiang H Y, Ramos A 2009 Acta Phys. Sin. 58 7869 (in Chinese) [任玉坤、 敖宏瑞、 顾建忠、 姜洪源、 Ramos A 2009 物理学报 58 7869]

    [6]

    Stone H, Stroock A, Ajdari A 2004 Annu. Rev. Fluid Mech. 36 381

    [7]

    Liu H W, Ma D M, Shi W, Tian L Q, Wang X M, Xie W P, Xu M, Zhou L J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1219 (in Chinese) [刘宏伟、 马德明、 施 卫、 田立强、 王馨梅、 谢卫平、 徐 鸣、 周良骥 2009 物理学报 58 1219]

    [8]

    Li B X, Ye M Y, Chu Q Y, Yu J 2007 Acta Phys. Sin. 56 3447 (in Chinese) [李宝兴、 叶美英、 褚巧燕、 俞 健 2007 物理学报 56 3447]

    [9]

    Suh Y K, Kang S 2008 Phys. Rev. E 77 031504

    [10]

    Wang L J, Zhang S M, Zhu J H, Zhu J J, Zhao D G, Liu Z S, Jiang D S, Wang Y T, Yang H 2010 Chin. Phys. B 19 017307

    [11]

    Green N G, Ramos A, Gonzalez A, Morgan H, Castellanos A 2000 Phys. Rev. E 61 4011

    [12]

    Bazant M Z, Kilic M S, Storey B D, Ajdari A 2009 Adv. Colloid Interface Sci. 152 48

    [13]

    Zhang C B, Chen Y P, Shi M H, Fu P P, Wu J F 2009 Acta Phys. Sin. 58 7050 (in Chinese) [张程宾、 陈永平、 施明恒、 付盼盼、 吴嘉峰 2009 物理学报 58 7050]

    [14]

    Hao P F, Yao Z H, He F 2007 Acta Phys. Sin. 56 4728 (in Chinese) [郝鹏飞、 姚朝晖、 何 枫 2007 物理学报 56 4728]

    [15]

    Zhang M L, Tian Y, Jiang J L, Meng Y G, Wen S Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 8394 (in Chinese) [张敏梁、 田 煜、 蒋继乐、 孟永刚、 温诗铸 2009 物理学报 58 8394]

    [16]

    Jiang H Y, Yan B S, Yang H K, Ramos A 2007 Chin. Mech. Engin. 14 1672 (in Chinese) [姜洪源、 闫宝森、 杨胡坤、 Ramoa A 2007 中国机械工程 14 1672]

    [17]

    Castellanos A, Ramos A, Gonzalez A, Green N G, Morgan H 2003 J. Phys. D: Appl. Phys. 36 2584

    [18]

    Morgan H, Green N G 2003 AC Electrokinetics: Colloids and Nanoparticles (Baldock: Research Studies Press)

    [19]

    Hunter R 1993 Introduction to Modern Colloid Science (Oxford: Oxford University Press)

    [20]

    Olesen L 2006 Ph.D. Thesis (Technical University of Denmark)

    [21]

    Sanchez P G, Ramos A 2008 Microfluid Nanofluid 5 307

    [22]

    Lian M, Wu J 2009 Appl. Phys. Lett. 94 064101

    [23]

    Yang H K 2008 Ph.D. Thesis (Harbin: Harbin Institute of Technology) (in Chinese)[杨胡坤 2008 博士学位论文 (哈尔滨: 哈尔滨工业大学)]

    [24]

    Wu J, Ben Y X, Battigelli D, Chang H C 2005 Ind. Eng. Chem. Res. 44 2815

    [25]

    Gonzalez A, Ramos A, Garcia S P, Castellanos A 2010 Phys. Rev. E 81 016320

  • [1]

    Ramos A, Morgan H, Green N G, Castellanos A 1998 J. Phys. D: Appl. Phys. 31 2338

    [2]

    Ramos A, Gonzalez A, Castellanos A, Green N G, Morgan H 2003 Phys. Rev. E 67 056302

    [3]

    Jiang H Y, Ren Y K, Ao H R, Ramos A 2008 Chin. Phys. B 17 4541

    [4]

    Wee Y N, Shireen G, Yee C L, Chun Y, Isabel R 2009 Lab. Chip. 9 802

    [5]

    Ren Y K, Ao H R, Gu J Z, Jiang H Y, Ramos A 2009 Acta Phys. Sin. 58 7869 (in Chinese) [任玉坤、 敖宏瑞、 顾建忠、 姜洪源、 Ramos A 2009 物理学报 58 7869]

    [6]

    Stone H, Stroock A, Ajdari A 2004 Annu. Rev. Fluid Mech. 36 381

    [7]

    Liu H W, Ma D M, Shi W, Tian L Q, Wang X M, Xie W P, Xu M, Zhou L J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1219 (in Chinese) [刘宏伟、 马德明、 施 卫、 田立强、 王馨梅、 谢卫平、 徐 鸣、 周良骥 2009 物理学报 58 1219]

    [8]

    Li B X, Ye M Y, Chu Q Y, Yu J 2007 Acta Phys. Sin. 56 3447 (in Chinese) [李宝兴、 叶美英、 褚巧燕、 俞 健 2007 物理学报 56 3447]

    [9]

    Suh Y K, Kang S 2008 Phys. Rev. E 77 031504

    [10]

    Wang L J, Zhang S M, Zhu J H, Zhu J J, Zhao D G, Liu Z S, Jiang D S, Wang Y T, Yang H 2010 Chin. Phys. B 19 017307

    [11]

    Green N G, Ramos A, Gonzalez A, Morgan H, Castellanos A 2000 Phys. Rev. E 61 4011

    [12]

    Bazant M Z, Kilic M S, Storey B D, Ajdari A 2009 Adv. Colloid Interface Sci. 152 48

    [13]

    Zhang C B, Chen Y P, Shi M H, Fu P P, Wu J F 2009 Acta Phys. Sin. 58 7050 (in Chinese) [张程宾、 陈永平、 施明恒、 付盼盼、 吴嘉峰 2009 物理学报 58 7050]

    [14]

    Hao P F, Yao Z H, He F 2007 Acta Phys. Sin. 56 4728 (in Chinese) [郝鹏飞、 姚朝晖、 何 枫 2007 物理学报 56 4728]

    [15]

    Zhang M L, Tian Y, Jiang J L, Meng Y G, Wen S Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 8394 (in Chinese) [张敏梁、 田 煜、 蒋继乐、 孟永刚、 温诗铸 2009 物理学报 58 8394]

    [16]

    Jiang H Y, Yan B S, Yang H K, Ramos A 2007 Chin. Mech. Engin. 14 1672 (in Chinese) [姜洪源、 闫宝森、 杨胡坤、 Ramoa A 2007 中国机械工程 14 1672]

    [17]

    Castellanos A, Ramos A, Gonzalez A, Green N G, Morgan H 2003 J. Phys. D: Appl. Phys. 36 2584

    [18]

    Morgan H, Green N G 2003 AC Electrokinetics: Colloids and Nanoparticles (Baldock: Research Studies Press)

    [19]

    Hunter R 1993 Introduction to Modern Colloid Science (Oxford: Oxford University Press)

    [20]

    Olesen L 2006 Ph.D. Thesis (Technical University of Denmark)

    [21]

    Sanchez P G, Ramos A 2008 Microfluid Nanofluid 5 307

    [22]

    Lian M, Wu J 2009 Appl. Phys. Lett. 94 064101

    [23]

    Yang H K 2008 Ph.D. Thesis (Harbin: Harbin Institute of Technology) (in Chinese)[杨胡坤 2008 博士学位论文 (哈尔滨: 哈尔滨工业大学)]

    [24]

    Wu J, Ben Y X, Battigelli D, Chang H C 2005 Ind. Eng. Chem. Res. 44 2815

    [25]

    Gonzalez A, Ramos A, Garcia S P, Castellanos A 2010 Phys. Rev. E 81 016320

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出版历程
  • 收稿日期:  2010-04-03
  • 修回日期:  2010-04-27
  • 刊出日期:  2011-01-05

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