用于微流体空化的MEMS聚焦超声波器件研究

项目名称： 用于微流体空化的MEMS聚焦超声波器件研究

项目编号： No.61306146

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 李小军

作者单位： 合肥工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 微流体系统与超声空化结合是刚刚兴起的一个前沿领域，在微流体中实现超声空化的关键器件是与微流体系统集成的MEMS聚焦超声波发生器，目前存在聚焦结构制作困难及空化效应检测困难等问题。本项目针对现有问题，研究用于超声微流体系统的MEMS超声波发生器聚焦结构的制作工艺和微流体中空化效应的检验方法，包括:（1）MEMS超声波发生器聚焦结构的制备工艺，研究超大尺寸、复杂形貌的MEMS碗状基底加工工艺；（2）MEMS超声波发生器聚焦效果的检测，包括光电检测的方法以及声化学检测的方法，利用声化学反应产物量检验MEMS超声波发生器的聚焦效果强弱，检测的结果又可以为聚焦结构的设计和优化制作提供实验依据；（3）MEMS聚焦超声波发生器与微流体系统的工艺集成。本项目研究为进一步研制微型声化学反应器、超声波辅助DNA细胞输入的微流体系统（用于单细胞分析）和基于气穴现象的药物输送微流体系统奠定基础并提供关键部件。

中文关键词： MEMS超声换能器；压电薄膜；细胞导入；超声波基因导入；微流体系统

英文摘要： Microfluidic system combined with ultrasonic cavitation is emerged as an important frontier field. The key devices to achieve ultrasonic cavitation in microfluidic system is integrate MEMS focused ultrasound generator, it is different to fabricate focused ultrasound generator and detect cavitation effets. The project is focus on the study of fabrication process of MEMS ultrasonic generator and detection methods of cavitation effets in the microfluidic system: (1) Fabrication process of integrate MEMS focused ultrasound generator, study on fabrication process of the oversized complex morphology MEMS bowl-shaped substrate. (2)The detection of focusing effect on MEMS ultrasonic generator, the detection methods include photoelectric detection method and acoustic chemical detection method. To detection of focuse effects of ultrasonic wave on MEMS ultrasonic generator using detecte the quantity of sonochemical reaction product, which provide the experimental basis to design and fabricate of focusing sturcture. (3) Study of the integration of MEMS focusing the ultrasonic generator and microfluidic system. The present research project lay the foundation and provide the core components for further sutdy on miniature sonochemical reactor, the microfluidic system of ultrasonic assisted DNA cell input (for single cell analy

英文关键词： MEMS ultrasonic transducer；piezoelectric thin film；Transfection；sonoporation；microfluidic system