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微阀在多数集成的微流控装置中都有应用,其功能包括流量调节、开关、微纳米颗粒筛选等。现有的微阀制造方法需要用到昂贵的设备,方法十分繁琐,制备的周期长且不可动态调节、功能单一,但多功能性和可动态调节的微阀却鲜有人研究,这就限制了多功能微流控芯片的发展。本论文针对以上问题展开研究,我们利用紫外臭氧蚀刻技术使硅胶变成软基硬膜的复合结构,在施加的拉力作用下表面硬质层发生开裂,封装制备成具有常闭、可动态调节和可逆微通道阵列的柔性微流体阀,因为其相对较低的成本,在一次性微流控芯片应用中有着非常重要的潜在价值。本文主要的工作内容如下:(1)软基硬膜的硅胶表面裂纹制备。为了解决制备智能表面的工艺复杂、成本高等问题。我们采用紫外刻蚀方法在硅胶构筑了准周期性的微纳米裂纹智能表面,该方法实验步骤简单,与传统的精密加工相比,极大地降低了成本。通过紫外臭氧的处理,使硅胶表面形成了软基硬膜的复合结构,再通过单轴夹具对其进行拉伸,硅胶表面可以形成宽度为0-400μm的裂纹阵列。(2)微流控裂纹应变微阀的制备。将制备出具有均匀形貌的微阵列结构硅胶表面与未做处理的平整硅胶表面使用等离子封装技术形成不可逆封装、随应变调节的裂纹应变微阀,待加热后,可以循环使用。该制备方法对仪器的要求低,在具有普通微阀功能的同时,还可以实现一些特殊的功能,检测了微阀的封装效果并且测量了裂纹应变微阀对流速的控制效果。(3)功能性微流控芯片的制备。用二氧化碳激光雕刻机在平滑的有机玻璃上雕刻出所需微通道和微腔,利用二次拓模的办法复制出与有机玻璃完全相同形貌、表面光滑的柔性底板,将(2)中制备裂纹应变微阀方法应用到柔性底板,制备出可以筛选不同粒径大小的微粒子的功能性芯片,成功分离了直径为2μm和40μm的二氧化硅颗粒;裂纹应变微阀作为可编程微流控逻辑器件,通过调节应变使液体在可编程微流控逻辑器件从不同的出口流出;裂纹应变微阀应用于可穿戴药物传递微流控设备,成功地通过手指关节的伸张与弯曲使液体从储存器中传递到出口,将其释放。