通过3D打印的超小型布朗粘度计.

科学领域:

• 微流体学和纳米技术
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 物理化学 物理化学

背景情况:

• 在微微升以下的体积中精确测量粘度具有重大挑战.
• 现有的方法通常需要更大的样本体积或复杂的仪器仪表.
• 微尺度粘度计的开发对于实验室芯片设备和高通量选中的应用至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一种基于微型杆的新型粘度计,用于测量牛顿式液体的粘度.
• 为了证明使用微型流体的布朗运动来确定粘度的可行性.
• 为超低体积粘度测量提供简单,准确和集成的解决方案.

主要方法:

• 使用双光子聚合制造,制造微米尺寸的柔性聚合物微晶体.
• 通过使用高精度显微镜成像来追踪悬臂端的布朗运动.
• 通过适应悬臂波动的功率光谱密度来确定水力动力阻力.
• 使用已知粘度的水-糖醇混合物进行校准.

主要成果:

• 在液体中浸泡时,微型流体表现出明显的布朗运动.
• 水力动力学阻力与粘度有很好的线性相关性.
• 建立了一个简单的线性校准方法.
• 微度表显示了对牛顿式液体的精确粘度测量.

结论:

• 开发的microcantilever粘度计为超低体积粘度测量提供了一种实用且易于使用的方法.
• 该设备非常敏感,需要最小的外部仪器仪表.
• 它的小尺寸和集成潜力使其非常适合于芯片上的实验室应用和微流体系统.