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颗粒的高通量微流动操控机理研究的任务书
任务书：颗粒的高通量微流动操控机理研究
研究背景及意义
微流体技术已经成为了生物医学、化学、物理、机械等领域中的热门研究方向。与传统的微处理技术相比，微流体技术具有制备快、加工方便、可支持高通量操作等优点，使其成为一种强有力的手段用于材料、化学、生命科学、医学等领域的研究和应用开发。在微流体技术中，微粒子的操控一直是一个研究热点问题。
高通量微流动技术是指利用微流体平台在微尺度上对大量样本进行处理和分析，从而实现自动化、高通量、高效的生物对策和生化分析。高通量微流动技术广泛应用于人类基因组计划、蛋白质组计划、药物筛选和早期诊断等方面。然而，要想实现微粒子的高通量操控恰难是微流体技术面临的一个核心问题。
本研究将采用微流体技术，以理论模拟和实验验证相结合的方法，探索颗粒的高通量微流动操控机理，揭示微流体控制颗粒粒径、形态、方向等属性的规律，旨在为高通量、高效的微流动操作提供重要的理论和实验基础。
研究内容及方法
1.研究颗粒的微流动操控机理。
针对实际微流动情况，通过建立复杂流体环境下颗粒的运动模型，分析颗粒在微通道中的流动状态，探究颗粒在微流动条件下的物理学特性，并通过量化分析建立颗粒运动规律的数学模型。
2.研究颗粒属性对微流动操控的影响。
针对不同粒径、形态、表面性质的颗粒，通过微流体实验，分析颗粒在微通道中的流动速度、停留时间、纳米级质量效应等属性，并探究这些属性如何影响微流动微粒子操控效果。
3.建立高通量颗粒操控的微流动操作技术。
基于研究结果，结合微流动技术的高通量优势和微型化的特点，建立高通量颗粒操控的微流动操作技术，实现大量颗粒的快速高效操控，并探究不同参数对操控效果的影响。
计划进度
第一年：
1.文献综述，掌握微流体技术发展现状和操控颗粒的相关研究进展；
2.建立颗粒微流动模型，探究颗粒在微通道中的流动状态和物理学特性；
3.进行颗粒微流动的初步实验。
第二年：
1.精细化模型建立与优化；
2.通过微流体实验探究颗粒属性对流动操控的影响；
3.基于实验结果，优化微流体操作参数。
第三年：
1.建立高通量颗粒操控的微流动操作技术；
2.对该技术进行性能测试；
3.研究不同参数对操控效果的影响。
预期成果
1.颗粒高通量微流动操控机理的深入研究和探索；
2.微流体操控微粒子的数学模型以及控制方法的初步建立；
3.高通量颗粒操控的微流动操作技术研究及相关技术参数整理。
参考文献
1.DarhuberAA,TroianSM.Principlesofmicrofluidicactuationbymodulationofsurfacestresses.AnnualReviewofFluidMechanics,2005,37(1):425-455.
2.GuntherA,JensenKF.Multiphasemicrofluidics:fromflowcharacteristicstochemicalandmaterialssynthesis.LabonaChip,2006,6(12):1487-1503.
3.KocabasC,XuanX,SittiM.Model-basedoptimizationofnanomanipulationusingatomicforcemicroscopy.Nanotechnology,2006,17(20):5136-5148.