随着现代科学技术的进步,人类对应用领域的研究已经迈入了微观尺度范围,微纳米显微操作技术的研究越来越受到国内外学者的广泛关注。微粒的捕获与移动是显微操作中的关键技术,广泛应用在生物工程、医药、纳米自组装、化学分析、材料性能评定等各个领域。本文基于微流体提出一种新型微粒捕获与移动方法:通过对向放置在微粒两端的微管,向微粒喷射流体,形成微流场;利用流场在微粒表面形成的压力包容面来捕获﹑挟持微粒,实现微粒的捕获与移动。以微米级微粒为例,详细分析了微粒捕获与移动原理,建立了微粒捕获与移动的微流体动力学模型,通过仿真讨论了颗粒捕获和把持的流场条件,解析了微流体捕获、移动颗粒的动态过程,并通过实验证明了建立模型的正确性和提出方法的可行性。论文首先基于流体动力学理论,解析了该方法的实现机理,并分析了颗粒参数、微管参数、流体参数等因素对微粒操作性能的影响,为仿真和实验参数的选择提供了参考;详细阐述了微流场的形成方法并对其进行了定量描述,基于两相与多相流体力学理论,分析了微粒在捕获与移动过程中的受力,建立了微粒运动模型,为仿真分析奠定了基础。在上述理论分析的基础上,采用有限体积法,结合动网格技术,建立了微粒捕获与移动的数值仿真模型。模拟了流场的形成,分析了微管端面距离、两支微管内径、微管轴线对中、流体喷射速度等因素对微流场性能的影响,探讨了微粒捕获和把持的流场条件;动态模拟了微粒捕获与移动的过程,详细分析了微粒捕获与移动的操作性能,探讨了在微管轴线不对中、两支微管内径存在误差时微粒的捕获情况以及微粒偏离流场中心、微粒形状和大小不同时所提出方法的适用性。最后,搭建了实验平台,进行流场可视化和微粒捕获与移动实验,将实验结果与仿真结果对比分析,验证仿真模型的正确性和所提出方法的可行性。实验结果表明,通过两支对称布置的微管之间喷射流体可以“挟持”微粒,使微粒固定或定向移动。大量的实验结果表明,本文提出的方法可以捕获和移动任意尺寸、任意形状的微粒,并可以使其按照微管移动方向和距离控制微粒做定向、定量运动,实现微粒的位置控制。