郑 利，张 正，李 丹，艾 林，曾 谦，朱红伟，国世上

(武汉大学物理科学与技术学院，人工微纳结构教育部重点实验室，武汉430072)

微流控芯片(又称微全分析系统或芯片实验室)，现在已经广泛用于化学合成、生物化学分析、药物筛选、DNA测序等领域［1］。这些应用需要快速、有效的混合微流体，然而由于大多数微流控芯片的雷诺系数很低，流体在微流控芯片中主要是层流流动，不同物质的混合主要靠分子扩散，过程很缓慢，难以满足需要快速混合的要求［2］。因此大多数快速混合借助外力，比如，流体动力，介电泳力，电场力、声场力等［3］。其中，声能作用下的微流体混合因其器件制作简单，操作容易，反应快速而引起人们的关注［4-5］。

声表面波(SAW Surface Acoustic Wave)技术是20世纪60年代发展起来的一门新兴技术，是声学和电子学相结合的产物。声表面波器件由于其自身的优势，在微流体混合方面有了很好的应用。Sritharan［6］介绍利用平行声表面波在微米级别的微流沟道中进行混合，Shilton［7］报道了利用聚焦声表面波在微液滴中提高混合的效率。但是目前国内对于声表面波的仿真还很少见，而理论研究对于微流控芯片的研究又有很重要的意义。本文通过COMSOL模拟聚焦叉指换能器和平行叉指换能器的声辐射的理论分布，并通过对比来说明聚焦叉指换能器的聚焦能力。设计制作了聚焦声表面波器件并进行了验证。

1 实验

1.1 基本原理

叉指换能器是声表面波器件的关键。图1所示为叉指换能器的结构示意图。……