「前沿技術」柔性雙向微流體泵

2020-10-26 藍海星智庫

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瑞士聯邦理工學院與日本東京芝浦工業大學合作研製了一種柔性雙向微流體泵，並用這種泵製成了具有主動熱管理能力的手套。

目前的流體驅動器多為機械泵、壓縮機、壓電致動器、電泳小型泵等剛性系統，缺少柔性、可拉伸的非剛性泵，限制了在微流體設備、可穿戴設備等領域的應用。研究人員用嵌入柔性電極的彈性管組成微型可伸縮泵，通電後驅動微流體流動。這種泵由兩層厚0.4mm的PDMS、內側厚30μm的銀電極或碳電極組成，由雷射在PDMS上刻蝕出寬0.5mm/1mm的流體通道。電極呈梳狀，每兩個梳齒組成一對驅動電極，當電極對間的電場超過5~8V/μm時，電子會從陰極隧穿到流體中，產生陰離子，再由電場加速，到達陽極後放電，從而驅動流體。與銀電極相比，碳電極泵的最小驅動電壓小、相應速度快，但耐受的最大電壓較低、壽命短。這種微型泵可集成至紡織手套中，為手部降溫同時不幹擾運動。當溫差6℃、液體流速100μL/s時，微型泵系統的熱傳輸能力可達1.1W。

這項研究可製成流體驅動的人工肌肉，用作軟體機器人、智能服裝、輕型外骨骼等的驅動、散熱系統。

（藍海星）

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