陈 波 晁 侃 吴健康

华中科技大学，武汉，430074

0 引言

电渗流是微机电系统中最重要的流体驱动技术之一。利用电渗流机理形成的电渗流泵具有易于加工和控制、无需移动部件、较高的可重复性和可靠性等优点。1998年，Ramos等［1］在实验研究过程中发现了交流电渗流现象，提出了交流电渗流的概念。利用交流电渗流驱动技术的低电压和交变信号，可在实现溶液混合的同时，极大地抑制电解反应的发生［2－7］。可见，研究交流电渗流微泵具有重要的理论意义和应用价值［8－11］。传统的交流电渗流采用非对称电极进行流体驱动，在实际应用中存在流量偏小的问题。最近的研究表明，在微通道壁面一系列离散电极上施加等相位差的交变行波电场，也能产生定向电渗流量［12－16］，一般称之为行波电场电渗流。相对于传统的非对称电极，在不增大交变电场强度的条件下，行波电渗流微泵可以明显提高微泵的流量［17］，而且电极高度对行波电渗流流量有重要的影响［18］。由于求解完整理论解析解非常困难，在行波电渗流的研究中，一般采用了简化的数学模型，即忽略双电层的厚度影响，在电极的壁面上采用滑移速度边界条件，将电场和流场解耦后进行计算［15－18］。这种方法一般只在双电层厚度相对于微通道特征尺度（如深度或宽度）比值极小，以及行波驱动电压小于双电层特征电压（25mV）时才近似成立［18］。但采用该种方法进行研究时，需要求解耦合的Poisson－Nernst－Planck（PNP）方程，计算难度大，国内外鲜见相关报道。……