微流控芯片,是一种在微米尺度下以流体流动为主要基本特征的科学技术,在全世界已经有15年的研究发展历程。微流控芯片的研究存在着很多问题,其中最明显的就是在微观条件下,多种流体混合难的问题。大量实验表明,对于微尺度下的混合反应体系,当反应速度大于混合速度时,混合所需时间便成为决定反应完成时间的决定性因素,如果混合进行的不完全,那么反应也不能充分完成。然而,在微观领域内,流体的雷诺数(Reynolds)很低(通常<1),通道内流体的运动以层流为主,基本不会产生湍流,其混合主要依靠分子的自由扩散,这样很难在只有几平方厘米大的芯片上实现快速的有效的混合。因此,在微尺度下流体混合困难严重制约了这一新型检测分析手段的大量应用,急需研究必要的增强混合的措施。针对上述问题,解决方案是通过高温分解法制备出性能优异的Fe304磁性纳米粒子,并将之与反应溶剂混合,配置出稳定的磁流体。随后将磁流体引入微流控芯片中,利用外磁场对磁流体力的作用来破坏流体间的层流状态,进而达到多种流体快速、高效混合的目的。具体研究外磁场对混合效果的增强作用。外磁场作为主动微混合器形式之一,主要是借助磁场力的能量输入,对微通道内流场进行激励以增强流体分子间的扩散作用,从而提高流体的混合均匀度。外磁场势必作为磁微搅拌器唯一的驱动能量来源,势必对磁微搅拌器的搅拌效果起着至关重要的作用。从两个方面着手：a)磁场强度对混合效果的影响。不同的磁场强度直接影响到作用在通道中的磁性纳米粒子上的力,对其在液体之间的运动有着重要作用。磁场太强,纳米粒子会很快被吸附到靠近磁极一侧,造成混合效果不佳。磁场太弱,纳米粒子很难克服溶液的粘滞力运动,同样效果不佳。因此有必要对磁场强度进行优化。b)不同形式的磁场混合效果的影响。由于磁场的可操作性强,我们可以为磁微混合器提供不同形式的磁场作为激励源。如采用永磁铁提供恒定磁场；用电磁铁来提供正弦交变磁场：还可以通过巧妙设计驱动装置,提供旋转磁场来驱动微混合器。不同的驱动方式下,纳米粒子的运动轨迹各有不同,促进流体混合的机理也会有所差别。可以预见,其混合效果也会有着较大的差别。因此有必要对其进行深入研究。