文档名：大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管形微流道设计
摘要：针对面向无动力输入的自由流体在半圆形截面微流道中单向流动的问题,设计并制备了具有百微米级大尺寸仿猪笼草口缘区结构的开放式半圆管型微流道.分析液体单向铺展性机理,设计基本的大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管表面;使用光固化成型方法的数字光处理3D打印设备制备工件,实验分析大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的液体单向铺展性,计算极差表征各结构参数对单向铺展性的影响.结果表明:大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道在椭圆半长轴570μm,空腔楔角30°,微流道宽度320μm,结构体长360μm,拉伸长度200μm,曲率2时具有较强的单向铺展性;各因素对铺展系数的影响程度由大到小分别为拉伸长度、结构体长、空腔楔角、椭圆半长轴、微流道宽度和曲率.研究结果为大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的参数设计提供基础指导,也验证了采用常规3D打印技术制备具有单向铺展性的微流道的可行性.
Abstract：Addressingthechallengeofuni-directionalfluidflowwithoutpowerinputinasemi-circulartu-bularmicrochannel,alarge-scalemodelinspiredbytheNepenthesalataperistomewasdesignedandfabri-cated,withascaleof100μm.Themechanismbehindtheuni-directionalliquidspreadingwasexamined,leadingtothedesignofasemi-circulartubestructurefeaturingtheNepenthesalataperistomesurface.Adigitallightprocessing3Dprinterusingaphotocuringmethodwasemployedtocreatetheworkpiece.Ex-perimentalstudieswereconductedtoobservetheuni-directionalspreadingofliquidwithinthislarge-scalesemi-circulartubularmicrochannel.Bycalculatingtherange,variousstructuralparameters'influenceontheliquid'suni-directionalspreadingperformancewasquantified.Resultsindicatethatthesemi-circulartu-bularmicrochannel,characterizedbyfactorssuchastheellipse'ssemi-majoraxisof570μm,microcavitywedgeof30°,microchannelwidthof320μm,structurallengthof360μm,stretchinglengthof200μm,andcurvatureof2,showedsuperioruni-directionalspreadingperformance.Theinfluenceofeachfactoronthespreadingcoefficient,rankedfromsmallesttolargest,wasstretchinglength,structurelength,micro-cavitywedge,semi-majoraxisoftheellipse,microchannelwidth,andcurvature.Thesefindingsofferes-sentialguidanceforthedesignparametersoflarge-sizesemi-circulartubularmicrochannelswithaNepen-thesalataperistomestructureandalsoconfirmthefeasibilityofusingconventional3Dprintingtechnologytocreatemicrochannelswithuni-directionalfluidspreading.
作者：陈飞昊 姜晨 郝宇 许世炜Author：CHENFeihao JIANGChen HAOYu XUShiwei
作者单位：上海理工大学机械工程学院,上海200093
刊名：光学精密工程 ISTICEIPKU
Journal：OpticsandPrecisionEngineering
年，卷(期)：2024, 32(11)
分类号：TB17
关键词：微流道 3D打印 猪笼草口缘区 单向铺展性 开放式半圆管型
Keywords：microchannels 3Dprinting nepenthesalataperistome uni-directionalspreadingperfor-mance opensemi-circulartubular
机标分类号：TD528TH137TQ05
在线出版日期：2024年7月24日
基金项目：国家自然科学基金大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管形微流道设计[
期刊论文] 光学精密工程--2024, 32(11)陈飞昊 姜晨 郝宇 许世炜针对面向无动力输入的自由流体在半圆形截面微流道中单向流动的问题,设计并制备了具有百微米级大尺寸仿猪笼草口缘区结构的开放式半圆管型微流道.分析液体单向铺展性机理,设计基本的大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管表面...参考文献和引证文献
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