具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

另外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请中，为了增加非接触式电渗微泵的驱动力，通过优化制作工艺来减少绝缘薄膜的厚度或者将多个电渗微泵进行集成。绝缘薄膜的厚度越小，相同电压下，电极产生的有效电场场强就越大，即电渗微泵的驱动力越大。

电渗微泵的集成有两种方式，一是直接将多个相同的电渗微通道进行集成，通过增加电渗微通道的数量来提高微泵的流量；二是以电渗微通道阵列为单元，将多个阵列进行集成，通过增加阵列的数量来提高微泵的流量和泵压。

为进一步说明本申请实施例的方案，下面将结合附图进行描述。可以理解的是，下面各实施例中，相同或相应的内容可以相互参考，为描述简便，后续不作赘述。

本申请实施例提供一种电渗微泵装置、一种电渗微泵装置组，下面结合附图进行说明。

请参考图1A至1C，图1A示出了本申请所提供的一种电渗微泵装置的整体结构示意图；图1B示出了组成电渗微泵装置的两个电渗驱动层的结构示意图；图1C示出了单个电渗驱动层的结构示意图。

如图1A所示为本申请所提供的一种电渗微泵装置10，该电渗微泵装置10包括：电渗驱动层和绝缘涂层70。

如图1B所示，电渗微泵装置10中电渗驱动层的数量为两个，分别为上电渗驱动层21和下电渗驱动层22。

如图1C所示，每个电渗驱动层，也就是上电渗驱动层21和下电渗驱动层22中，均包括金属片40和薄膜层30，薄膜层30分别为包裹在金属片40上表面和下表面的内薄膜层32和外薄膜层31；上电渗电驱动层21的内薄膜层32和下电渗驱动层22的内薄膜层32相互粘合。

如图1C所示，金属片40上分布有电极孔60阵列，薄膜层30上分布有电渗驱动微通道阵列。

电渗驱动微通道和电极孔60的数量相等且一一对齐。

电渗驱动微通道和电极孔60的形状相同，例如可以为圆柱形或圆锥形。

电渗驱动微通道分为外电渗驱动微通道51和内电渗驱动微通道52，内薄膜层32上分布的为内电渗驱动微通道52，外薄膜层31上分布的为外电渗驱动微通道51。

请参考图2A至2C，图2A示出了本申请所提供的一种电渗微泵装置的俯视图；图2B示出了图2A中沿A-A线的截面示意图；图2C示出了图2B中B部分的局部放大图。

如图2C所示，绝缘涂层70涂覆在电渗驱动微通道和电极孔60的内壁；

如图2C所示，上电渗驱动层21和下电渗驱动层22可以采用氧等离子或热压工艺封装成一体，以将上电渗电驱动层21的内薄膜层和下电渗驱动层22的内薄膜层粘合。此时，上电渗驱动层21和下电渗驱动层22中的两金属片40之间的微通道组成内电渗驱动微通道，两金属片40的另一面的微通道组成外电渗驱动微通道。

根据本申请的一些实施方式中，电渗微泵装置10还可以包括电源模块，电源模块的两端通过电极引线分别与上电渗驱动层21和下电渗驱动层22中的金属片连接。该电源模块在实际应用中，可以置于体内或体外。

本实施例的电渗微泵装置10驱动流体的工作原理是：上、下电渗驱动层中的金属片40通过电极引线分别与电源模块的正负极连接后，在两个内电渗驱动微通道52中会产生电场。微通道内充满流体时，在电场的作用下，内电渗驱动微通道52中产生电渗现象，流体发生流动。此时，两个外电渗驱动微通道51产生压力流。

影响微泵驱动力的因素有三个，一是内薄膜层的厚度。内薄膜层的厚度越大，电极产生的有效电场场强就越小，电渗的驱动力就越小。

因此，本申请可制作出至少20微米厚的内薄膜层。二是单位面积内微通道的数量。单位面积内微通道的数量越多，微泵的驱动力就越强。本申请中微通道的孔径可为10微米，孔心距为20微米，即1平方厘米面积内至少有20万个微通道，高密度的微通道集成可极大地提升电渗微泵对流体的驱动力。三是绝缘涂层的厚度，绝缘涂层的厚度越小，其对电场场强减弱的效果越差，电渗的驱动力就越大。本申请中可制作出5微米至500微米厚的绝缘涂层，绝缘涂层阻隔了电极与流体的直接接触，可避免流体发生电水解以及电极与流体间的交叉污染。电渗微泵装置采用微加工工艺制作而成。

根据本申请的一些实施方式中，薄膜层30的制作材料为绝缘材料，而且绝缘材料在未固化前，具有流动性，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)、硅胶等。以PDMS为例，PDMS溶液未固化前，在常温下具有较好的流动性，可旋涂成膜。然后在高温下烘烤(例如在65℃下烘烤2.5个小时)，PDMS会固化成具有一定形变的膜。

根据本申请的一些实施方式中，金属片40的制作材料为不锈钢、铂、钛、或铂铱合金等材料，其厚度属于微米量级，金属片40的厚度范围为10至1000微米。

根据本申请的一些实施方式中，绝缘涂层70的制作材料为绝缘材料，而且绝缘材料在未固化前，具有流动性，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)、硅胶等。绝缘涂层70的材料和薄膜层30的材料可以相同，也可以不相同。

本申请实施例提供的上述电渗微泵装置，高密度的微通道集成可极大地提升电渗微泵对流体的驱动力，绝缘涂层阻隔了电极与流体的直接接触，可避免流体发生电水解以及电极与流体间的交叉污染，而且具有结构简单、紧凑，易制作，集成度高、尺寸小，高流量和高泵压等优点。

在上述的实施例中，提供了一种电渗微泵装置，与之相对应的，本申请还提供一种电渗微泵装置组，相关之处参见电渗微泵装置实施例的部分说明即可。

请参考图3A至3C，图3A示出了本申请所提供的一种电渗微泵装置组的俯视图；图3B示出了图3A中沿C-C线的截面示意图；图3C示出了图3A所示电渗微泵装置组的爆炸图。

如图3A所示为本申请所提供的一种电渗微泵装置组80，该电渗微泵装置组80包括：

并联的至少两个上述实施例中的电渗微泵装置10；以及

在相邻的两个电渗微泵装置10之间设置的隔离圆环90；

其中，各个电渗微泵装置10产生的电渗流的流动方向相同。

具体的，如图3C中所示电渗微泵装置组80包括四个电渗微泵装置10和三个隔离圆环90。每两个电渗微泵装置10之间有一个隔离圆环90。隔离圆环90与电渗微泵装置10的粘合可采用氧等离子体表面处理工艺，或热压工艺、或胶粘工艺等。

本实施例中电渗微泵装置组80驱动流体的工作原理是：图4示出了四级电渗微泵装置组的电势等效图，如图4所示，每级电渗微泵装置10的两金属片的电势分别是U_h和U_l,且每级电渗微泵装置10的电势递减方向相同。其中，U_h>U_l。此时，每级电渗微泵装置10产生的电渗流方向相同，实现电渗效果的叠加，可提高电渗微泵的流量和泵压。但是，每级电渗微泵装置10间会有电势差，在外电渗驱动微流道内同样会产生电渗流。其流动方向与内电渗驱动微流道内的电渗流流动方向相反。因此，外电渗驱动微流道内的电渗流会衰减电渗微泵组的电渗驱动力。为了降低外电渗驱动微流道内的电渗效果，可通过增加隔离圆环90的厚度来降低每级电渗微泵装置10间产生的电场场强。

根据本申请的一些实施方式中，隔离圆环90的制作材料为绝缘材料，如基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)、硅胶等。

根据本申请的一些实施方式中，隔离圆环90的厚度要远大于内薄膜层的厚度，至少是内薄膜层的厚度的20倍。

本申请实施例提供的上述电渗微泵装置组，采用微加工工艺将多个单级电渗微泵进行集成，实现电渗微泵的并联，可提高电渗微泵泵送流体的流量和泵压，因而具有结构简单、紧凑，易制作，集成度高、尺寸小，高流量和高泵压等优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。