作为一种新型主动微混合方式,无阀压电泵脉动驱动微混合在微流控系统中的研究和应用受到国内外学者的关注,对其开展相关研究不仅具有重要的学术研究意义,而且在芯片集成和全微分析(μ-TAS)等领域均具有重要的应用价值。本文提出并设计了一种无阀压电泵驱动的集成式微混合器,将驱动源无阀压电泵和Y型微混合流道集成于PDMS基板上,集成式微混合器采用脉动驱动的工作方式,实现对含有粒子溶液的精密输送和可控混合,具体研究内容如下:基于经典扩张/收缩口无阀泵,提出一种新型变高度障碍式无阀压电泵,对泵进行流动特性分析,在理论上证明了新型无阀泵的可行性;利用有限元分析法、等效电路模型以及样机实验测试法对新型无阀泵的结构参数进行系统性分析和研究;确定了新型无阀泵的最佳结构参数:障碍式角度为15°、最小间距为0.14mm、泵腔深度为0.15mm、流道高度比为5;样机实验结果表明,在电压70V、驱动频率为270Hz,泵流量达到0.87ml/min,输出压力达到0.3kPa。本文分析了微流动的多种影响因素,并根据无阀泵和微混合器的设计及制作情况,重点考察壁面滑移对溶液流动和混合的影响;基于壁面滑移效应,利用有限元分析法对Y型微混合流道的结构和控制参数进行优化分析;仿真发现,当流道截面尺寸为0.2mm×0.2mm,入口夹角为90°,驱动频率为100Hz,入口流量为0.7ml/min时,出口混合度达到0.933;壁面滑移效应不但能减小流体阻力,保证溶液的平稳流动,而且能有效提高微混合器的混合性能。对驱动源无阀泵和Y型微混合流道进行结构集成设计,研究了集成式微混合器的制作工艺;选取PDMS为主体材料、采用模塑法以及封装键合后处理工艺制作了集成式微混合器样机。利用集成式微混合器进行脉动注入以及荧光粒子混合实验,通过调节控制参数,观察混合流道内的脉动现象以及荧光粒子的速度图像;实验结果表明,所设计无阀泵驱动的集成式微混合器在100Hz以下可以形成明显的月牙形状;PDMS流道内以及壁面上并无明显的荧光粒子集聚现象,壁面滑移效应得到验证,且出口荧光粒子速度分布较为均匀;通过系统的混合实验,初步证实了无阀压电泵驱动的集成式微混合器用于粒子溶液的输送和混合是可行的。