线路土工结构病害整治微流控智能材料试验研发系统

一. 设备介绍：

为探明线路土工结构病害发展机制、开发病害整治智能材料及设备，因此，设计了一套智能材料试验研发系统用于制作微流体通道并将不同相微流体以恒定流速泵送入通道内生成微纳米级复合乳液，并在微观层面观测微流体在通道中的流体动力学行为，研究制备具有特定参数且单分散性极好的多功能复合材料。

图1 线路土工结构病害整治微流控智能材料试验研发系统

二. 主要技术参数：

1. 拉制模块：用于拉制最小尖端小于0.1微米的三维微流控通道；电镜检测尖端变化小于0.08微米；预设多类型拉制程序，拉制产生两支对称三维微流控通道；

2. 注射模块：实现微流体的泵送，稳定精度在0.5%以内；复现精度在0.05%以内；流速1.28pl/min~25.99ml/min；直线推力16kg；每步电机前进0.069微米/步。

3. 观测模块：观测微流体在通道中的流体动力学行为，变倍体不小于7：1，放大倍率8~56倍；目镜10X宽视野目镜，FN不小于26.5，采用无铅材料；同轴光照面；物镜，1X，复消色差，工作距离不小于81mm；拍摄帧率1280×1024分辨率下不小于1800帧/秒，最小曝光时间不大于5微秒；精度不小于12位；体积不大于8.25×7.3×95（cm），重量不大于0.6kg；具备1英寸C型镜头接口，具备HDSDI输出接口。

三. 试验操作过程

1. 使总开关接通电源；

2. 打开拉制仪加热程序，选择程序编号，然后按[Enter]键以打开该程序。

3. 务必进行运行熔点测试，或输入已知的熔点值。

4. 安装参数设置（加热值、拉力、速度、延迟和压力），或使用一个预先设定好的程序来拉制一个毛细玻璃管。

5. 拉制毛细玻璃管，成功运行熔点测试后，输入熔点值和其他参数，放置合适的玻璃管并按[PULL]。在拉制过程中，进度将显示在显示器底部的蓝色文本框中。玻璃管分离后，将看到执行的行总数、程序循环的次数、玻璃分离时使用的最后行号以及总热时间。可通过选择[菜单]，然后选择[查看提取结果]来查看最近两次提取的详细结果，将拉制好的多种毛细玻璃管组装为微流控芯片。

6. 将注射器固定在注射泵卡槽内，并进行注射器设置：在“Quick Start”或主屏幕上，选择“Syringe Select”按钮；选择注射器品牌、型号，然后点击【√】进入注射器量程双击进行选择。

7. 流速设置：在“Quick Start”或主屏幕上，选择“Infuse Rate Select”按钮，进行流速设定；

8. 目标量/目标时间的设置：在“Quick Start”或主屏幕上，选择“Target Volume/Time Select”按钮，设置目标注射流量或目标注射时长；

9. 将微流控芯片通道与注射器通过PE管连接，并放置于体视显微镜载物台之上；

10. 将高速相机通过网线与笔记本电脑或台式电脑连接，设置分辨率、采样率、曝光时间、EDR、曝光指数、图像范围和触发位置，进行CSR测试后开启光路；

11. 调整体视显微镜亮度、放大倍数以及焦距直至在软件界面中清晰观察到微流控芯片通道内部构造；

12. 运行注射泵，整套设备开始进行材料制备工作。