基于微流控芯片微滴生成与微滴分裂的研究的任务书.docx

基于微流控芯片微滴生成与微滴分裂的研究的任务书
任务书
一、研究目的
随着微纳米技术的不断发展，微流控芯片技术得到了快速的发展，在分析和操作微小液体方面有着广泛的应用，其在医学、生物学、化学等领域应用广泛。其中，微滴生成与微滴分裂是微流控芯片中的两个重要工艺，也是研究微流控技术的关键点之一。
本次研究的主要目的是通过对微流控芯片中微滴生成与微滴分裂过程的深入研究，分析其机理、运行原理及其优缺点，提出优化方案，为微流控芯片尤其是在生物分析领域中的应用提供一定的理论和实践基础。
二、研究内容
1.微滴生成原理与机理
掌握微滴生成的基本原理及其机理，分析影响微滴生成的主要因素，如流体物理特性、流体流速、通道形状与大小、表面张力等因素，并对其进行系统研究与分析。
2.微滴分裂原理与机理
掌握微滴分裂的基本原理及其机理，包括增加表面张力、调整流体参数、施加电场或机械力等手段对微滴分裂进行控制，并对其进行系统研究与分析。
3.微滴生成与分裂的优化方案
基于微滴生成与分裂机理和原理，分析其优缺点，提出其优化方案，尝试改变流速、通道形状、添加表面活性剂等手段，探究其对微滴生成与分裂的影响。
4.微流控芯片实验设计与结果分析
利用微流控芯片进行实验，验证微滴生成与分裂的优化方案，进行实验数据处理与结果分析，并对实验结果进行探究与讨论，为微流控芯片在微滴生成与分裂上的应用提供实践基础。
三、研究方法
1.文献调研法：通过查阅国内外相关文献，综合了解微滴生成与分裂的研究现状，为本次研究提供理论基础。
2.数学模型法：建立微流控芯片微滴生成与分裂的数学模型，分析微滴生成与分裂的机理与原理，为本次研究提供理论支持。
3.仿真与分析法：利用MATLAB等数值仿真软件，对建立的数学模型进行仿真与分析，优化微滴生成与分裂方案。
4.微流控芯片实验设计：利用CAD软件设计微流控芯片并制作，进行微滴生成与分裂实验，得到实验结果。
5.实验结果处理与分析法：对微流控芯片实验的结果进行处理与分析，获得微滴生成与分裂的实验数据，并对实验结果进行探究与讨论。
四、研究进度计划
本次研究计划于2021年9月开始，至2022年6月结束，具体分为以下几个阶段。
1.文献调研与数学模型建立（2021年9月至2021年12月）。
2.数值仿真与优化方案设计（2022年1月至2022年3月）。
3.微流控芯片实验设计（2022年4月至2022年5月）。
4.实验结果处理与分析（2022年6月）。
五、研究预期成果
1.建立微流控芯片微滴生成与微滴分裂的数学模型。
2.研究微滴生成与分裂的机理与原理，提出优化方案。
3.开发出微流控芯片进行微滴生成与分裂实验的方法。
4.得到微流控芯片微滴生成与分裂实验的数据，并对其进行处理和分析。
5.论文发表：通过研究成果的总结和分析，撰写论文，发表在国内外有影响力的学术期刊上。
六、研究经费预算
本次研究经费预算为30万元，主要用于仪器设备的购置、微流控芯片的加工制造、实验样品的购买等方面。
七、研究团队
1.指导教师：本次研究由XXXXX担任指导教师，主要负责对研究方向和研究进度进行指导、协调，提供相关技术支持和专业指导。
2.研究生：选择专业与研究方向相关的硕士研究生，参与研究工作，主要负责研究方案的执行、实验的设计和实施、数据的处理和分析，论文的撰写等方面。
八、参考文献
1.Sun,Y.,&Kwok,Y.C.(2018).Reviewoncontinuousflowgenerationofdropletsandparticlesinmicrofluidicdevices.Micromachines,9(12),634.
2.Wang,Y.,Zhang,W.,Liu,J.,&Han,D.(2019).Dropletgenerationinmicrofluidicdevicesforparticlesynthesis:Areview.Micromachines,10(1),44.
3.Niu,Y.,Gao,W.,&Li,M.(2018).Digitaldropletgeneration:Functionsandsignificanceofsurfactants.Analyticalchemistry,90(1),693-701.
4.Xia,Y.,Si,Y.,Beloqui,A.,&Li,M.(2019).Principlesandapplicationsofmicrofluidicdroplet-baseddigitalPCR.Micromachines,10(4),241.
5.Baret,J.C.,Miller,O.J.,Taly,V.,&Ryckelynck,M.(2009).Dropletsandmicrofluidicsforh