针对常规微阀结构较为复杂,存在着制作成本较高、难于加工和不易系统集成等问题,提出了一种设计简单的柔性阀片-阀塞结构的PDMS平面微阀的研究。微阀的制作采用了标准PDMS模塑法微细加工工艺。测试结果表明微阀工作性能良好,反向泄漏量可以减少到0.1 mL/min,而微阀的正/反向流量比可以达到41∶1,满足了微流体控制系统对流量调节的要求,可广泛应用于各种微流控系统中。

微阀是微流控系统中起控制限流的重要组成器件.研究的微阀是一种基于微机械加工技术的无活动部件的单向被动阀,其利用通道表面张力的变化产生阻流作用,起到阀的作用.讨论了被动阀的工作机理,利用快速制备原型技术制作微阀,同时在玻璃表面制作憎水薄膜,将玻璃与PDMS基底贴合并施加一定的压力,即可实现微阀的简单封装.取去离子水进行测试,微阀可以成功的停住液流,最大可以产生1kPa的压力降.阀的操作模式试验表明,微阀适合于应用在低压、一次性使用的场合.

为解决微流体在微流控芯片上的单向流动，进而实现生化反应的片上系统，采用微机电系统（MEMS）技术加工出SU-8胶微型阀片．SU-8胶阀片具有弹性模量和弹性常数低、开启压力小、反向泄漏小、易于加工等特点．从理论上分析了不同厚度（10μm，15μm，20μm，25μm）的微型阀片在不同压力作用下的挠度和应力分布，在相同尺寸和压力下，SU-8微阀片的挠度与传统的硅阀片的挠度相比要大10倍左右．讨论了有阻尼作用下的谐振频率以及过流特性。可知阀臂和阀座的尺寸是影响阀片性能的主要因素．给出了加工工艺，测试了阀片的正反向过流性能，以水作为工作物质，得到3种厚度阀片的过流曲线，其最大正向流速达到7000μL／min．

微泵是微全分析系统中的重要单元．为解决微泵加工工艺复杂、自吸困难和可靠性低等问题，研制了两种应用于微流控系统中的压电驱动微泵．一种是将聚二甲基硅氧烷（PDMS）泵膜、单主动阀片和弹性缓冲单元集于一体的微泵，另一种是主动阀片与被动阀相结合的微泵，这两种微泵都适用于气体和液体工作物质，实现自吸，具有结构简单、易于加工及操作方便的特点．讨论了微泵的工作原理、工艺流程、工作性能及结构参数对微泵工作性能的影响，解决了加工工艺复杂、自吸困难和可靠性低等问题．在电压100V（35 Hz条件下）和零背压的工作条件下，单主动阀微泵的最大液体泵速为5000μL／min，最大背压为5 kPa；主动阀与被动阀相结合微泵的最大液体泵速5410μL／min，最大背压15kPa．后者背压与流速明显比前者的性能要好很多，尤其是背压方面．

光致弯曲薄膜是一种可遥控供能的新型微执行器驱动元件。介绍了光致弯曲薄膜的驱动原理,综述了光致弯曲薄膜微执行器的开发和研究现状,重点介绍了光致弯曲薄膜微执行器在微液体控制系统和微马达中的应用,并对光致弯曲薄膜在微执行器中的应用进行了展望。