微米量级的流体操控特征

        微流控芯片中流体的操控尺度在微米量级，介于宏观尺度和纳米尺度之间，这种尺度下流体运动显示出二重性。一方面，微米尺度仍然远大于通常意义上分子的平均自由程，因此，对于其中的流体而言，连续介质定理成立，连续性方程可用，电渗和电泳淌度与尺寸无关。另一方面，相对于宏观尺度，微米尺度上的惯性力影响减小，黏性力影响增大，雷诺数变小(通常在10- 6 ～101之间) ，层流特点明显，传质过程从以对流为主转为以扩散为主，并且面体比增加，黏性力，表面张力及换热等表面作用增强，边缘效应增大，三维效应不可忽略。与此同时，微米尺度和纳米尺度又有很多重要的区别。在纳米尺度下，物体的尺寸和分子平均自由程相近，因此电泳淌度变得和横截面尺寸有关。偶电层电荷重叠，电渗减少，进而影响到给予流体的动量。此外，空间的压缩会改变大分子的形状，大分子的淌度也将受到非平面流速矢量场的影响，最终导致对流体的控制相对困难。