微流控网络中的自发振荡与负电导转变
流体动力学
2020-06-18 v1 斑图形成与孤子
摘要
微流控系统中流动趋于线性行为的特性,给设计用于执行复杂流体处理任务的集成流控方案带来了挑战。这一阻碍导致使用大量外部控制设备来操纵流动,从而破坏了芯片实验室技术的可扩展性与便携性潜力。在此,我们设计了一种展现非线性流动动力学的微流控网络,其可实现片上流控的新机制。该网络被证明具有振荡输出模式、双稳流态、滞回、信号放大和负电导转变,且全部不依赖于专用外部控制硬件、可动部件、柔性组件或振荡输入。这些动力学源于层流中的非线性流体惯性效应,我们通过网络几何设计对其进行了放大和利用。我们建议,这些得到流体动力学模拟与理论建模支持的结果,有潜力启发新型内置控制能力的发展,例如片上时序与同步流型。
引用
@article{arxiv.2006.09400,
title = {Spontaneous oscillations and negative-conductance transitions in microfluidic networks},
author = {Daniel J. Case and Jean-Regis Angilella and Adilson E. Motter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.09400},
year = {2020}
}