近年来,微流控芯片由于在化学、物理、生物和医药领域有着重要的应用,得到了全球研究者们越来越多的关注。微流体器件相比于宏观尺度器件来说有着非常显著的优势:如低雷诺数、尺度小、所需流体量小等。如何将功能器件集成到微管道中,已经成为微纳制造领域的研究热门。具有微孔的过滤器可用于生物工程、化学分析、细胞提纯等应用,例如从红血细胞和白血细胞中分离血浆、分选不同大小的细胞、从杂质成分中纯化样品等。另一方面,微机械可用于药物输送、生物传感、污水处理、物质组装和纳米级成像等等,其运动机理和功能化已经得到了深入的研究。目前国内外常见的微机械驱动方式包括化学力驱动、磁驱动、光驱动、电驱动等等。制备微纳器件常见的加工手段有光刻、电化学沉积、化学合成、反应离子刻蚀等等。其中,双光子聚合加工技术作为一种微纳米三维加工技术,可以灵活地加工这些微纳米尺度的零件。并且通过对光刻胶进行功能性掺杂可以使微纳米机械器件实现更加灵活的功能。本研究首先成功配制了百纳米级的四氧化三铁粒子,通过化学修饰将其掺入商用光刻胶以制成磁性光刻胶。和传统制造磁性微机械需要蒸镀磁性金属相比,直接在光刻胶中集成磁性纳米粒子,利用双光子聚合技术加工出的结构内带有磁性颗粒,本身就具有磁性,且磁响应能力优秀。接着搭建了磁性光刻胶的加工平台—双光子聚合加工系统,利用飞秒激光双光子聚合技术加工出的微火箭能在液体环境中沿磁场梯度方向快速运动,从而证明了磁性光刻胶加工结构优秀的磁响应。我们在微流控芯片中设计一个可致动的微过滤器,可根据使用者的需求智能可控地分选特定的微米级粒子。利用配制的磁性光刻胶,结合飞秒激光双光子直写在加工微流控器件和微机械的优势,高效快速地在微管道加工出磁性结构,微过滤器结合了微转子和传统过滤器的结构特点,设计了滤网结构的过滤扇页,固定在包含轴套和主轴的定子上。该结构在微流控芯片中加工位置灵活,设计孔径方便调节。通过改变外部磁场可以操纵该装置旋转任意角度,从而实现一种结构根据要求分选多种不同粒径的粒子,同时,该装置可根据需要释放拦截下来的大粒子,大大降低了堵塞对过滤效率的影响。为了验证过滤功能,我们在管道中加工了特定尺寸的微过滤器,并完成了它在微流控芯片中的功能实现。在过滤实验中,我们向微流控芯片中注入多种微粒子混合的乙醇溶液,其中,2.5μm和8.0μm颗粒在该微流控芯片中被分选出来。本研究的相关成果在粒子纯化和血液细胞分选等领域具有重要的应用价值。