玻璃基仿生微纳通道及其制作方法

摘要

本发明公开了一种玻璃基仿生微纳通道及其制作方法，该微纳通道为采用组分均匀一致并且光学和力学性能优良的玻璃材料加工而成的微纳通道，该微纳通道的横截面呈规整圆形，微纳通道上具有各种尺寸大小的功能单元，各功能单元之间是自然过渡并且尺寸是连续变化；该方法利用玻璃的软化成型特性，以毫米级玻璃毛细管为毛坯，通过拉伸细化、软化吹制和软化收缩等步骤，加工出具有不同功能单元的玻璃基仿生微通道。本发明的玻璃基仿生微纳通道，结构简单可靠，流动性能良好，可有效改善微纳流体系统性能；该制作方法具有工艺可靠、所需设备简单、操作方便、成本低廉等优点，且加工精度高。

主权项

一种玻璃基仿生微纳通道，其特征在于：该微纳通道为采用组分均匀一致并且光学和力学性能优良的玻璃材料加工而成的微纳通道，该微纳通道的横截面呈规整圆形，微纳通道上具有各种尺寸大小的功能单元，各功能单元之间是自然过渡并且尺寸是连续变化；所述功能单元包括两端宏接口（16）、反应室（17）、连接通道（18），所述宏接口（16）、反应室（17）、连接通道（18）的内外壁面均为液态张力收缩形成的光滑曲面且整体呈连续变化；所述两端宏接口（16）直径为相同的毫米量级，所述反应室（17）的直径为微米量级，所述连接通道（18）直径为微米或纳米量级。2.一种权利要求1所述的玻璃基仿生微纳通道的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）清洁固定：对玻璃毛细管（1）进行清洁后，氮气吹干，在烘箱中进一步烤干，将玻璃毛细管（1）两端固定，将玻璃毛细管（1）一端密封，另一端与高压气源相连；（b）拉伸细化：利用加热器件对玻璃毛细管（1）指定部位加热至玻璃软化状态，反向拉伸玻璃毛细管（1）两端，使玻璃毛细管（1）软化部位伸长并细化，形成尺寸均匀一致的微通道；（c）软化吹制：对微通道上需制作反应室（17）或储液室的部位加热软化，打开玻璃毛细管（1）端口的高压气源，向微通道内充入高压气体，使软化部位的玻璃材料被吹制出各种形状的反应室（17）或储液室，各反应室（17）或储液室间通过微通道相连；（d）软化收缩：在需要更小尺寸的微通道部位进一步加热，停止向微通道充入高压气体或把微通道内抽成负压，使玻璃微通道软化部位在表面张力作用下收缩，形成所需纳米通道，最终整体形成微纳通道。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（a）中，对玻璃毛细管（1）两端固定时，采用同轴的左夹持滑块（2）和右夹持滑块（3）来进行固定。