自供能式磁流变液减震器的结构设计及实验方案设计【含CAD图纸、说明书】
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附 录（译文）图6(a)-(c)的光学图像GERF液滴变形的应用电场和恢复领域时删除。(d)的序列GERF粒子在电场。内相分离GERF粒子是清楚地看到。(e)所产生的压差GERF水滴在不同电场下,两个不同的GERF纳米颗粒浓度。 图7图7(a)流程图及控制电路的一代聪明液滴显示。(b)的光学图像智能滴显示。(c)素描(左)芯片组件的显示了正交通道形成水滴“包”,和光学图像(右)生成包由不同数量的水(红色)滴夹在两个GERF智能(黑)滴。 图7(a)是一种图解插图设计的芯片来实现这样的功能。三个下游通道是用来存储聪明的水滴,形成与所需的显示面板特征。一个例子显示字符“H”图7所示(一个)。图7(b)显示了生成的显示字符“科大”清晰可见。通过注射聪明滴水滴之间的火车,“包”可以任意数量的水滴夹在两个智能GERF滴。图7(c)显示一部分的示意图说明这样一个芯片(左)和一些实验结果(右)的快照。注射频率和相位(相对于水滴)的聪明调整滴,这样一个聪明的液滴的火车水滴。 在这种情况下应该注意,但以类似的方式利用磁场控制、太阳等人了铁磁流体小插头可以由外部磁铁沿着圆形微通道,为循环的目的高分子链反应(PCR)混合物通过3温度zones.85通过控制智能水滴,水滴的火车可以指导,分类和交付到目标目的地吗在芯片内部,混合,加热和/或其他处理可能进行的。所有这些控件可以数字化编程。3.3 GERF为载体流体液滴生成 在第二种方法,GERF用作载体流体。的液滴生成控制图4所示(b)。以第一种方法相似,两对电极位于一代部分的芯片用于应用电信号来控制液滴的一代。任何流体的非混相向日葵油、可转化为期望的水滴方法。滴液的例子包括油、水或甚至气体。染色去离子水用于演示。图8显示应用电信号的频率的影响不同的注射率flow-focusing和丁字路口液滴生成结构。左侧上部insets的8(a)和(b)的光学图像液滴生成配置文件分别与flow-focusing丁字路口结构。他们一直在一个固定的流量没有电气控制信号。应该注意的是,没有应用程序控制信号的水滴大小决定之间的相对流量和GERF流水流。这是表示被动的液滴的一代政权。在此基础上,水滴与可调大小通过GERF流的主动控制。作为一个函数应用电子信号的频率、稳定一代又一代政权内发现这水滴可以积极调整不同的频率应用电场。之间的一一对应应用控制信号的频率和液滴的速度代可以建立。在图8中,稳定的液滴一代政权的灰色地带frequency-flow地图。 如果flow-focusing结构水的流量和GERF都固定在0.1毫升,液滴的产生率 可能不同于7到17岁水滴每秒通过调 图8液滴生成频率使用两个不同的结构,划 优电信号的频率。这是由一个虚线表 作为流量的函数问:用稳定的地区灰色的。 示在图8中(a)。从光学图片,可以观 流聚焦几何所示(a)和(b)丁字路口。虚线 察到稳定的政权,制服可以生成液滴 旨在描绘上下一代又一代频率稳定的液滴， 的火车。 边界在问吗? 。图9得了光学N2泡沫生成的图像在不同气体压力,但在同一载体流体的流量。没有电控制信号。(d-f)泡沫生成相同的压力和流量,但具有不同编码的电信号(指定的蓝色实线) 超出了液滴的一代的特点是稳定的政权不同尺寸的间隔不规则滴。从图8(a)和(b),我们得出这样的结论:流聚焦和丁字路口结构液滴生成率和液滴可以很容易地调整由外部电信号大小。这是用积极的液滴生成方法。通过使用一个类似流聚焦代设备描述以上,气泡的控制(如N2泡沫)也证明(图9(a)-(c)。这是观察到液滴生成和应用电信号很匹配,泡沫链编码的电信号。另外,由于GERF电控制,泡沫生成数字应用控制电信号而不改变气体压力。尤其是泡沫生成控制是一个有趣的话题在数字化微流体,就近的应用也非常有用。泡沫的操纵一般困难得多,因为他们不同的特征相对于液体滴。然而,气泡大小、流向以及分离之间的距离这种方法可以很容易地控制的泡沫。3.4 多种流滴的操纵和液滴秩序交换 通过使用电信号和GERF,不仅液滴生成过程,而且两个或两个以上的阶段类型的生成的水滴,可以控制。图10显示了两种液滴生成在同一个阶段或者相反阶段的主要通道。在图10(a),两种类型的水滴,染成红色和绿色,生成电子脉冲信号的阶段。统一对滴。在图10(b)我们显示相同的液滴生成两种类型控制信号的相位。在这种情况下没有配对。图10所示(c)的链接et al .,120应用电场在液滴的一代过程,为了引起液滴的形成。的阶段液滴折断可以调整在生产周期内,通过增加上面的电场的关键折断字段只在瞬间,当液滴是必需的。一旦生成,水滴可以编码和存储上面所描述的。在这里,我们说明使用流量和换向切换排序(s)液滴的一列火车。考虑列车不同的液滴作为编码信息。开关的顺序滴意味着能够修改或正确的消息。所示的实验装置和控制机制图11的左侧面板,两滴,蓝色(液滴),橙色(液滴B)进入一个主要channelfrom上游,相隔一定距离。通过适当地控制开关电极应用电压的持续时间7和8,水滴A和B将恢复他们的运动下游的顺序相反。因此要求和分离液滴之间的距离可以调整根据一个人的需求。这种可操作性可能非常有用滴就近和微流体控制计算。图10(a - b)控制生成两种类型的水滴:(a)具有相同阶段的控制信号和(b)相反的阶段的控制信号。118(汉英)电气控制液滴的两种类型一代。120(c)滴相反的静电电荷的迹象可以通过应用电压生成两个水流。(d)液滴是独立生成没有电场。每个喷嘴产生不同大小的液滴在不同频率相同注入率在喷嘴。水滴不合并。(e)应用电场,水滴同时折断两个喷嘴与相同的阶段。液滴合并。四 微流控逻辑门复杂的微流控芯片可能最终的操作需要广泛的逻辑流程。而电子逻辑门非常快,实现逻辑操作微流控芯片需要和额外的接口控制。微流控逻辑门是最小化的设想外部接口,以便自我维持的执行复杂的微流控操作。使液滴控制更自动,传统电气开关控制GERF的离合流补充由导电液滴/流体介质载体流入附近的通道。“输入”是扩展的背景下从电信号液滴开关,即。的序列液滴携带液中可以感觉到由于不同的介电常数和电导率。进一步详细描述在这一点上,我们看到,随着电极设计的嵌入的微流控通道,流体通道(水滴或承运人流体)可能会认为作为电路的元素,即,如电容和/或阻力。当液滴通过一对电极,电极之间的电特性将会改变,因此,电压再分电路。这些电信号可以用来触发操作水滴附近的流体通道。以这种方式,聪明水滴相互“沟通”,可以和逻辑因此可进行操作。此外,级联连接和大规模集成是可能的。4.1 原理和设备的格式根据定义,逻辑门”是一个理想化的或物理设备实现一个布尔函数,也就是说,它执行一个逻辑操作在一个或多个逻辑输入,产生一个逻辑输出。“12 12的输入变量,有16个布尔代数函数。的图解说明微流控逻辑门图12所示(一个)。在这里,GERF是用橙色的颜色,绿色表示信号电解滴液,正在进行。的绝缘携带液用淡黄色的颜色。的进行Ag-PDMS综合灰色所示。流体通道和通过导电条垫电连接。与两个平行各(垫附近,1和2),电压输出GERF频道|VB |,可以操作不同的输入组合V1、V2、V3和V4。由于流GERF可以停在一个电压|VB |超过一个阈值VC,这种非线性特征作为使元素的所有逻辑门操作。图12(a)示意图说明逻辑门。(b)卡通的通用逻辑门的实现。(c)普遍的光学图像逻辑门芯片的通道是充满蓝色的去离子水更好的可视化。 有效控制GERF上的电压输出渠道,我们有故意的平行各输入信号GERF渠道有相同的宽度和电极大小作为输出控制GERF通道。因此,阻抗的所有三个GERF渠道是一样的,平等的恒泽。因此如果绿色(进行)的信号水滴缺席通道A和B,地区差距的V1和V2以来VA、VB效果甚微由绝缘(黄色)携带液分离。在这种情况下V3和V4控制| VA的价值VB |。情况变化时(绿色)信号滴差距一个或差距。当这种情况发生时,进行信号液滴会使应用电压V1和V2是相同的分别为VA、VB。配置图12所示(一个)上的电压控制GERF(中央通道)一般可以表示为 （1）在弗吉尼亚州和VB的电动电位的吗输出GERF通道;V1到V4是电压应用于垫分别为5、6、1、2,(XA)和ZB(XB)阻抗分别提供的信号通道A和B。B)表明,液滴(绿色)信号现在信号电极之间，0表示只有携带液电极之间的存在。作为一个例子,如果信号是由氯化钾滴硅油,导电氯化钾液滴作为触发器信号/开关(RKCl0 U和扰乱N)。在这个特殊的情况下,电压GERF输出通道(中央通道)应该是 （2）假设风险投资GERF所需的临界值凝固,我们可以设置一个爆破,这样2/3VC 爆破1/2VC美元,和相应的输入电压16可能的组合可以生成逻辑功能。4.2 通用逻辑与16布尔逻辑操作实现微流体通用的配置逻辑门图12所示(b)。实验测试结果,正如所料,表明所有的16个布尔逻辑操作有效地执行该微流控芯片,122的规模这是一枚硬币的价格相比(图12(c)。这是第一个微流体通用逻辑设备,所有16个布尔逻辑根据两个操作(输入)可以实现。因为有4的组合输入信号(液滴状态了从A和B通道电极),(XA,XB)(0,0)、(0,1),(1,0)和(1,1)为每个逻辑操作,总共可以有64实验结果。四个逻辑操作可以合并到他们的镜像的(比如/ B / A,如果如果一个),因此总共有48个独立配置。GERF滴在这个设备服务不仅是指出射流逻辑输出,而且作为电路的一部分,最重要的是,作为非线性机电元件射流控制。一个输出GERF液滴可以进一步利用提供机械驱动/制动功能,或流体控制/生成第三流的信号。基于GERF微流控逻辑芯片电极,可以作为数据交换接口与外部设备如示波器或电脑,从而有前途的简单的重组和无缝集成其他设备。一个真正的微流控液滴处理器应该像一个CPU,可以“智能”能够“思考”自己,28与输出完全依赖于输入分配任务。然而,与电子设备,传统的集成微流控电路制造过程制约因为他们是在架构设计给定的任务,缺乏可重程性.在当前智能GERF液滴系统中,所有的功能通用逻辑门可以实现在一个射流配置,只需要调整电压的输入,而这些逻辑函数可以轻松进一步耦合的复杂任务。五 结束语我们给了一个简短的回顾智能液滴微流体关注电刺激响应性聪明滴。 特别是,GERF,包括介质蒙古包纳米颗粒悬浮在向日葵油、显示是一个多功能的非线性电-在微流体机械接口。通过诱导较高的压差在外加电压下,GERF液滴的微流体控制和操作。通过使用GERF作为电路的一部分,逻辑功能可能是通过电子通讯实现与周边吗微流体通道。作为一个通用这个逻辑门结构的所有逻辑操作,其大规模集成只需要结构性重复相同的单位。系统重组,类似地,只需要重排电压输入。可以使用生成的GERF滴作为一个指示器的顺序信号滴,或作为下游的控制操作,如合并液滴的化学反应。与此同时,上述GERF-actuated微流控阀、混合机、泵、存储、显示、液滴相位调制器和逻辑门功能都是互相兼容。加上这些功能在微流控芯片中,多步反应和生物测试在微流控芯片可以通过最小外部控制。 注释和参考文献1 A.曼茨，N.格雷伯和HM威德默. 参议员促动器B. 1990年，1，244-248.2 P. 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