微流控技术是指在微通道内处理或操纵微小流体的技术。是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。微流控装置也被称为芯片实验室或微全分析系统。微混合器作为微流控装置中的一种重要功能器件,对于化学合成、分析、药物输送、核酸测序等工程领域具有重要意义。微混合器具体指在微通道或微腔室内实现多组样品快速均一混合的微流控器件。依据样品混合是否需要借助外界力源将微混合器分为主动式微混合器和被动式微混合器。主动式微混合器需要借助与外界力源实现样品的混合。被动式微混合器实现样品的混合通常采用特殊沟道或微腔室结构。首先,本文提出了一种3D打印与高分子材料溶解技术相结合的微混合器制造方法。该方法通过3D打印制造出预置形状的HIPS材料可溶微沟道模具,将打印完成后的模具置于PDMS熔融液中固化,得到带有HIPS材料可溶微沟道模具的微混合器。随后将带有HIPS材料可溶沟道模具微混合器浸泡在柠檬烯溶剂中溶解HIPS材料微沟道模具形成微通道,完成微混合器制备。随后进行制备流程优化实验。经实验证明,0.2*0.2*8 mm3体积下的可溶微沟道模具,随着水浴加热的温度增加,沟道模具在柠檬烯溶剂中溶解速度增加。100℃水浴加热时溶解速度最快,能够在30 min内完成沟道制备。在100℃水浴加热条件下随着沟道模具及柠檬烯溶剂溶解度差值减小,溶解效果提高。最终得到的最佳溶解条件为100℃水浴加热,50%柠檬烯溶剂浓度。能够在25 min内完成沟道制备并且沟道内不会产生可溶性材料残留。对比现有微混合器加工技术,本方法具有制作工艺流程简单、无需键和、最终制备的微混合器强度高等优点。对微混合器加工领域有重要意义。其次,在此制造技术基础上,本文提出了一种螺旋结构沟道,被动湍流微混合器。通过仿真及实验优化螺旋沟道参数,得出最佳螺旋混合结构。并进一步讨论流速对混合效率影响。得出流速增加能够提高混合效率。通过混合实验表明,在相同条件下,对比传统T型平面沟道微混合器0.78的混合效率,单螺旋结构能够将混合效率提升至0.85。通过对三种螺距结构,三种螺旋数结构以及不同流速进行混合实验。得出最佳的微混合器沟道结构为四圈螺旋数,5 mm螺距。当流体流速为2.0m L/min。三维螺旋结构微混合器的混合效率能够达到0.948。结果表明三维螺旋结构能够有效的提高混合效率。再次,在完成单一螺旋结构三维被动湍流微混合器制备后,进行多螺旋结构微混合器制备。实验结果表明,单一螺旋结构微混合器可使混合效率提高到0.88。随着螺旋结构增加,三螺旋结构湍流微混合器的混合效率可达0.9。当流体流速达到2ml/min时,最佳混合效率达到0.95。结果表明,相较于单一螺旋型微混合器,多螺旋结构微混合器能够有效提高流体混合效率。最佳混合效率为0.95。最终,对微混合器的混合性能进行了测试并且进行了微混合器混合流体实验。得出结论如下:与相同长度相同沟道横截面积的T型微混合器进行对比,在相同流速下相较于平面结构,三维螺旋结构能够增加混合效率。证明了用本文研究方法制作的三维螺旋型湍流效应微混合器为微流体混合的相关研究做出贡献。