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利用 MEMS技术制作石英玻璃材料的微流控芯片,在自行研制的紫外可见吸收检测系统上, 实现了芯片上对牛血清蛋白 BSA、人免疫球蛋白 IgG和人转铁蛋白 TRF及它们的混合溶液的分离检测,结果重复性较好.实验提供了一种微流控芯片分离检测蛋白的手段,它是一种快速低成本的检测蛋白的方法.

关键词: 微流控芯片 , MEMS技术 , 蛋白检测 , 电渗流 , 紫外吸收

基于MEMS技术的微型DMFC阳极流场结构的设计与研究

王胜军 , 陈吉 , 邹志青

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2011.05.010

流场结构对微型直接甲醇燃料电池(μDMFC)的性能有着重要的影响,尤其表现在影响燃料供应和温度分布上.本文运用计算流体动力学(CFD)的方法,分析和比较了双蛇形和平行流场结构中流速、温度等分布情况.模拟结果表明双蛇形流场结构比平行流场结构显示出更优的流速分布和更均匀的温度分布.采用微机电系统(MEMS)技术,在N型单晶硅片上制作出流场结构,并组装成电池进行测试.实验结果表明:当温度为25℃,进口流速为0.01 m s-1时,由双蛇形流场结构制作的单电池功率密度达到了34.2 mWcm-2.

关键词: 直接甲醇燃料电池 , 流场结构 , MEMS技术 , CFD , 温度分布

环境对自呼吸式MEMS微型H_2/空气质子交换膜燃料电池的影响

郑丹 , 张熙贵 , 张鲲 , 姜伟 , 夏保佳

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.05.014

利用MEMS技术制备了一种自呼吸式微质子交换膜燃料电池(PEMFC),阳极采用点蛇混合结构,阴极采用双层镂空微流场结构,阴极靠近膜电极侧微孔尺寸从5～50 m不等.鉴于自呼吸式电池的性能受环境的影响很大,本文着重研究了环境湿度和温度对电池性能的影响.结果表明阴极微孔尺寸为11 m和15 m的电池孔径适度,在环境20℃、30%-70%RH时两电池的极限电流密度(J_(max))和峰值功率密度(P_(max))均表现出较高值,性能良好;阴极微孔尺寸为11 m的电池在空气维持50%RH下,温度由10℃升到40℃时P_(max)逐渐增大,增幅达14.9%;若不维持空气湿度而改变温度,则温度由10℃升高到40℃时P_(max)先增大后减小,20℃时达最大.

关键词: 微型质子交换膜燃料电池 , 自呼吸阴极 , 自然对流 , MEMS技术

基于阴极新结构的高性能自呼吸式MEMS微型氢/空气燃料电池

郑丹 , 张熙贵 , 张鲲 , 杨辉 , 李昕欣 , 夏保佳

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2007.06.027

利用微机电系统(MEMS)技术,设计并制作了一种新型的氢/空气微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)双层、镂空式阴极流场板结构. 采用新的阴极结构,不仅减小了电池的体积和质量,还促进了气体在阴极的分布,导致电池的峰值比功率密度、体积比功率密度及质量比功率密度分别提高了35.8%、53.3%和76.5%;而且采用新阴极结构的电池在0.2 A/cm2恒流放电时,稳定电压高于原电池在0.14 A/cm2放电时的稳定电压值,为高性能氢/空气自呼吸式μPEMFC的研制做出了有益的探索.

关键词: 微型质子交换膜燃料电池 , 阴极结构 , 自呼吸 , MEMS技术

三明治结构FeNi/Cu/FeNi多层膜巨磁阻抗效应研究

周勇 , 丁文 , 曹莹 , 商干兵 , 周志敏 , 高孝裕 , 余先育

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.03.004

采用MEMS技术在玻璃基片上制备了三明治结构FeNi/Cu/FeNi多层膜,在1～40 MHz范围内研究了FeNi/Cu/FeNi多层膜中的巨磁阻抗效应特性.当磁场Ha施加在薄膜的长方向时,巨磁阻抗效应随磁场的增加而增加,在某一磁场下达到最大值,然后随磁场的增加而下降到负的巨磁阻抗效应.在频率为5MHz时,巨磁阻抗效应在磁场Ha=800 A/m时达到最大值26.6%.巨磁阻抗效应的最大值及负的巨磁阻抗效应与多层膜中磁各向异性轴的取向及发散有关.另外,当磁场施加在薄膜的短方向时,薄膜表现出负的巨磁阻抗效应,在频率5 MHz、磁场Ha=9600 A/m时,巨磁阻抗效应可达-15.6%.

关键词: 巨磁阻抗效应 , 三明治结构FeNi/Cu/FeNi多层膜 , MEMS技术

PCR微池芯片的设计、制作及实现样品扩增

周天 , 邹志清 , 赵建龙 , 徐元森

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.02.017

设计并制作了一种石英玻璃材料的 PCR(Polymerase Chain Reaction)微池芯片 ,使用商用热循环仪控温.通过实时测量芯片微池内温度 ,改进温度控制程序 ,使用 BSA(牛血清白蛋白 )处理微池内壁等优化工作 ,实现了 DNA片段的有效 PCR扩增.

关键词: 微反应腔式 PCR芯片 , MEMS技术 , 温度调节

夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜巨磁阻抗效应研究

商干兵 , 周勇 , 余先育 , 丁文 , 周志敏 , 曹莹

功能材料

采用MEMS技术在玻璃基片上制备了夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜,并在1～40MHz范围内研究了它的巨磁阻抗效应.纵向巨磁阻抗效应先随着外加磁场的增大而迅速增加,在某一磁场下达到最大值后随磁场的增加而逐渐减小.在频率为5MHz时,Hext为0.8kA/m时巨磁阻抗效应最大值达到32.06%.另外,夹心结构多层膜表现出较大的负巨磁阻抗效应,在频率5MHz,Hext=9.6kA/m时,负最大巨磁阻抗效应可达-24.50%.

关键词: 巨磁阻抗效应 , 夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜 , MEMS技术