【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超声、操控领域，涉及了一种基于分型结构优化微纳颗粒操控装置的方法；具体的是，涉及了一种基于分型结构控制优化微纳颗粒操控装置的方法，该操控方法是激励不同频率的超声波，在流体腔室中产生声学涡流，从而实现控制不同粒径的微颗粒。
技术介绍
1、随着纳米技术、声学、材料学及生物医学等多领域学科的高速发展，如何操控流体中混杂的不同微颗粒已经成为现在科学技术研究中的重要课题。在生物医学领域，可以利用超声分选不同类型的细胞，如癌细胞与正常细胞的筛选和分析；也可使用超声操控颗粒进行药物的靶向移动。在食品工业领域，可以利用超声检测食品中成分的均匀性及细菌和污染物的识别。因此，如何高效、无损、精准的操控这些微粒是目前所需要突破的巨大技术难关。
2、因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术目的是提出了一种基于分型结构优化微纳颗粒操控装置的方法，该方法是将陶瓷压电片的励振部位黏贴在基板的凸起部位，经陶瓷压电片产生的声流在三维流体腔室中的悬浮液中产生声学涡旋，根据不同大小凸起黏贴的陶瓷压电片的励振强度的不同，能够实现将悬浮液中不同粒径的微颗粒进行分点控制。
2、本专利技术的技术方案是：本专利技术所述的一种微纳颗粒的操控装置，包括压电片驱动电路、不同粒径的微纳颗粒、悬浮液、基板、陶瓷压电片、声学涡旋及三维流体腔室。
3、进一步的，还包括基板，在所述基板上安设有按一定规律分布的凸起部分，所述陶瓷压电片通过环
4、进一步的，所述基板上的凸起部分按分形结构排布，可以根据所需操控微颗粒的特性及操控要求，定制不同的结构，其结构包括但不限于谢尔宾斯基地毯、谢尔宾斯基三角、科赫雪花等。
5、进一步的，所述的陶瓷压电片通过导线连接压电片驱动电路。
6、进一步的，在所述悬浮液中散布不同粒径的微纳颗粒，所述陶瓷压电片激励的超声波带动悬浮液的运动，并在所述基板的凸起部分周围产生声学涡旋。
7、进一步的，所述三维声流体腔室可制备成不同的形状，包括但不限于：圆形、三角形、多边形、五角形等；
8、其制备材料包括但不限于：陶瓷、有机高分子材料、亲水性材料。
9、进一步的，所述基板上凸起部分的形状包括但不限于圆形、三角形、多边形、五角形等，超声经过基板的调制对不同种类、粒径的微颗粒的操控效果也存在差异。
10、进一步的，所述三维流体腔室中的悬浮液包括但不限于纯水、碱性悬浮液、酸性悬浮液、胶体、乳浊液等。
11、进一步的，所述陶瓷压电片可换为任何能够激励超声器件，所述陶瓷压电片的工作频率f在20-200khz连续可调。
12、进一步的，所述的一种基于分型结构优化微纳颗粒操控装置的方法，其操作步骤如下：
13、步骤(1)、将不同粒径的微纳颗粒均匀的分散于带有悬浮液的三维流体腔室中；
14、步骤(2)、当陶瓷压电片二工作时，产生的声波通过基板上的凸起部分传播至悬浮液中，在凸起部分的周围会产生一些声学涡旋，此时产生的声学涡旋速度较小，仅能带动最小的微纳颗粒运动，此时粒径最小的颗粒被捕捉到小凸起的周围；
15、步骤(3)、当陶瓷压电片一工作时，产生的声波通过基板上的凸起部分传播至悬浮液中，在凸起部分的周围会产生一些声学涡旋，此时能够产生的声学涡旋速度较大，能够捕捉到中等粒径的微纳颗粒；
16、步骤(4)、当陶瓷压电片三工作时，产生的声波通过基板上的凸起部分传播至悬浮液中，在凸起部分的周围会产生一些声学涡旋，此时产生的声学涡旋速度最大，能够捕捉到大粒径的微纳颗粒；
17、步骤(5)、通过使用不同强度的陶瓷压电片，能够在悬浮液中产生强度不同的声学涡旋，而不同强度的声学涡旋可以捕捉不同大小的微纳颗粒，从而实现对微纳颗粒的操控。
18、本专利技术的有益效果是：本方法引入分形结构在流场中产生不同强度的声学涡旋，从而对微粒进行分选；具体的，(1)、本专利技术基于分型结构控制优化微纳颗粒操控装置的方法，对微粒的种类没有要求，因此对于生物细胞也有很好的兼容性；(2)、该操控方法可在多频率点对微粒进行操控，通过定制不同的分形结构可以满足对不同粒径微粒的操控要求；(3)、采用分形结构提高了材料的适用率，在能够保证结构强度的同时减轻了重量，使其适用于重量敏感的适用场景。
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1.一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：包括压电片驱动电路(1)、基板(4)及陶瓷压电片；
2.根据权利要求1所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：在所述基板(4)上连接有三维流体腔室(7)，在所述三维流体腔室(7)内安置有悬浮液(3)，在所述悬浮液(3)中散布有不同粒径的微纳颗粒(2)。
3.根据权利要求2所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述陶瓷压电片激励的超声波带动悬浮液(3)的运动，并在基板(4)的凸起部分周围产生声学涡旋(6)。
4.根据权利要求1所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述基板(4)上的凸起按分形结构排布，可根据所需操控微颗粒的特性及操控要求定制不同的结构，其结构包括但不限于谢尔宾斯基地毯、谢尔宾斯基三角或科赫雪花结构。
5.根据权利要求1所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述凸起部分的形状包括但不限于圆形、三角形、多边形或五角形。
6.根据权利要求1所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述陶瓷压电片包括陶瓷压电片一(51)、陶瓷压电片二(52)及陶瓷压电片三(53
7.根据权利要求1所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述陶瓷压电片均连接有压电片驱动电路(1)。
8.根据权利要求2所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述三维声流体腔室(7)的形状包括但不限于：圆形、三角形、多边形或五角形等；
9.根据权利要求2所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述悬浮液(3)包括但不限于纯水、碱性悬浮液、酸性悬浮液、胶体或乳浊液。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种基于分型结构优化微纳颗粒操控装置的方法，其特征在于，其操作步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：包括压电片驱动电路(1)、基板(4)及陶瓷压电片；
2.根据权利要求1所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：在所述基板(4)上连接有三维流体腔室(7)，在所述三维流体腔室(7)内安置有悬浮液(3)，在所述悬浮液(3)中散布有不同粒径的微纳颗粒(2)。
3.根据权利要求2所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述陶瓷压电片激励的超声波带动悬浮液(3)的运动，并在基板(4)的凸起部分周围产生声学涡旋(6)。
4.根据权利要求1所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述基板(4)上的凸起按分形结构排布，可根据所需操控微颗粒的特性及操控要求定制不同的结构，其结构包括但不限于谢尔宾斯基地毯、谢尔宾斯基三角或科赫雪花结构。
5.根据权利要求1所述的一种微纳颗粒的操控装置，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤强，李博洋，黄慧宇，李琛，张佳霖，王俊杰，杨其虎，张驰，王业辉，罗研，陈秋如，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：
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