流线导向的可调确定性侧向位移（DLD）芯片：一种高效颗粒分离的新方法

在传统的确定性侧向位移（DLD）中，特定尺寸颗粒的迁移行为由临界直径（Dc）决定，而Dc由器件几何结构预先定义。与通过修改几何参数来改变柱阵列与流体流线之间夹角的典型方法不同，本研究引入了一种关注改变流线方向的新视角。所提出的技术使得制造一种既易于制造又易于设计的可调DLD芯片成为可能。该芯片具有一个完全水平的柱阵列，并在DLD腔室的顶部和底部设有两个旁路通道。这些旁路通道的宽度从其入口到出口线性变化。针对该芯片提出了两种设计配置，其特征是旁路通道的斜坡平行或不平行。该芯片能够通过操纵两个不同的控制参数生成广泛的Dc值。第一个控制参数涉及调节两个旁路通道中的流速。第二个控制参数涉及控制这些旁路通道的斜坡。这两个参数都会影响携带颗粒的流线方向，从而导致颗粒路径线的变化。通过改变流线与柱阵列的角度，可以调节Dc。在确定每种情况下的Dc之前，使用利用流线坐标的Python脚本进行了初步估计。随后，通过颗粒轨迹的有限元建模，确定了精确的Dc值，并与估计值进行了对比，显示出微小差异。这种创新芯片能够实现从0.5到14微米的Dc值范围。