Pressure Driven Microfluidics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Artech House

作者:Tesar, Vaclav

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2007-7

价格:$ 143.51

装帧:HRD

isbn号码:9781596931343

丛书系列:

图书标签:

Microfluidics
Pressure-driven flow
Lab-on-a-chip
Microscale fluid mechanics
Biomedical engineering
Chemical engineering
Fluid dynamics
Microfabrication
Analytical chemistry
Bioanalysis

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具体描述

Microfluidics is an emerging technological area involving the handling of small fluid flows in channels and devices so small that a whole system, capable of performing complex tasks, can be held in the palm of a hand. Because this technology is starting to be applied in a variety of fields, it has gained significant attention. Engineers interested in working in the area of microfluidics need to have a solid understanding of how fluid flow in microchannels and devices is driven by pressure differences. This cutting-edge resource provides practitioners with that essential knowledge. Offering comprehensive and up-to-date details on all aspects of the subject, "Pressure Driven Microfluidics" presents the basic laws of fluid flow, and goes on to describe sophisticated devices like fluidic amplifiers and oscillators. Additionally, this practical reference provides a survey of the wide range of microfluidics application areas, from microchemistry and biomedicine, to waste water treatment and anti-terrorist warfare.

好的，这是一份关于一本名为《Pressure Driven Microfluidics》的书籍的简介，但这份简介将不包含该书的任何具体内容，而是侧重于该领域相关背景、重要性以及潜在应用，旨在吸引对微流控技术感兴趣的读者。 --- 书名：《Pressure Driven Microfluidics》图书简介：微尺度世界的流体动力学：从理论基石到前沿应用在当代科学与工程的交汇点，微流控技术以前所未有的精度和效率，正在重新定义我们处理和操控物质的方式。这是一场关于流体行为的深刻变革，它将宏观世界的复杂流动模式，压缩、重塑并优化至微米尺度。本书聚焦于驱动微流控系统的核心机制——压力驱动流动，深入探讨了这一基本原理如何在微观通道内发挥关键作用。微流控系统，作为集成了微米或纳米尺度的流体通道、反应室和组件的设备，其核心挑战与机遇在于如何精确控制流体在极小空间内的运动。与受电场或毛细作用力主导的系统不同，压力驱动流动提供了一种直观、可控且易于实现大规模集成和标准化的操控手段。理解和掌握这一驱动机制，是构建可靠、高效微流控平台的基石。流体力学的微观重塑：理解压力驱动的本质在微尺度环境下，流体的行为与宏观尺度截然不同。惯性效应（惯性力）的相对重要性急剧下降，而粘性效应（粘滞力）占据主导地位。这种流动状态——通常表现为稳定的层流（Laminar Flow）——为精细的物质分离、混合与反应提供了独特的平台。本书的叙述框架，旨在构建一个坚实的流体力学基础，以便读者能够理解压力梯度如何转化为精确的流速分布。我们将审视泊肃叶流动（Poiseuille Flow）的微观表现，探讨通道几何形状、流体性质（如粘度、密度）以及驱动压力的变化如何共同决定了流体的输运特性。从基础的纳维-斯托克斯方程在微尺度下的简化与应用，到如何处理通道壁面效应和边界条件对流场的影响，本书致力于为读者提供一套严谨的分析工具。从设计到实现：工程化的挑战与机遇微流控芯片的设计并非简单的几何缩小。通道的拐角、交叉口、障碍物以及微通道网络的布局，都会对压力梯度和流场产生复杂的影响。如何通过合理的结构设计，实现对不同流体的精准分离（例如，利用流速差异或流体间的界面张力），是本领域工程实践中的核心议题。此外，材料选择与制造工艺同样至关重要。从经典的软光刻技术到更先进的3D打印和集成制造方法，这些技术直接决定了芯片的微观结构精度和化学兼容性。理解压力驱动流动如何与这些物理限制和制造约束相互作用，是实现从概念到原型转化的关键。跨越学科边界的应用前景压力驱动微流控技术已不再局限于实验室研究，它正渗透到生物医学、环境监测和化学分析等多个前沿领域。在生物学与医学领域，精确的流体控制是实现“芯片上的实验室”（Lab-on-a-Chip）愿景的关键。例如，在细胞培养、单细胞分析以及药物筛选中，稳定的层流环境能够模拟体内微环境，提供高度可重复性的实验条件。通过精妙的通道设计，可以实现对细胞群体的梯度暴露，或对单个细胞进行高通量捕获与分离。在分析化学与诊断领域，微流控芯片极大地提升了分析效率，降低了试剂消耗。从快速血糖检测到复杂生物标志物的即时检测，压力驱动系统提供的稳定流量是保证分析结果准确性的必要条件。此外，在材料科学与合成化学中，微流控平台正被用于精确控制纳米颗粒的合成，实现对粒径和形貌的精细调控。稳定的压力驱动流速保障了反应物混合的均匀性和停留时间的精确控制，从而促进了新型功能材料的开发。面向未来：集成、自动化与智能控制本领域的发展趋势正朝着更高程度的系统集成和自动化迈进。未来的微流控平台将需要更复杂的流体管理系统，集成了泵、阀门和传感器，以实现全自动化的分析流程。对压力驱动原理的深刻理解，将是设计下一代多功能、高集成度微流控系统的理论保障。本书旨在为工程技术人员、物理学家、化学家以及生命科学研究人员提供一个全面而深入的视角，去认识并掌握这种在微尺度世界中占据核心地位的流动驱动方式。通过对基础原理的扎实阐述和对关键工程挑战的剖析，本书期望能激发读者在微流控领域的创新实践，推动该技术向更广阔的应用领域迈进。