微流控是處理微量液體的設(shè)備。液體通過比頭發(fā)還細(xì)的通道流動(dòng)，微小的閥門可以控制流體的流動(dòng)。這些通道由玻璃、聚合物、紙或凝膠等材料制成。移動(dòng)液體的一種方法是使用機(jī)械泵；另一種方法是利用某些材料的表面電荷；還有一種方法是使用所謂的毛細(xì)管作用一更常見的說法是吸干。吸液是液體中儲(chǔ)存的能量推動(dòng)液體通過狹窄空間的過程。
 

　　當(dāng)人們聽到流體流動(dòng)這個(gè)同時(shí)，大多數(shù)人會(huì)想到一條河。水由于重力和高度梯度的影響，從校高的點(diǎn)流向較低的點(diǎn)。當(dāng)然，這是一個(gè)很好的例子。然而，這其中的大部分不能應(yīng)用于微流控芯片。這是因?yàn)榱黧w流動(dòng)通?？梢苑譃橥牧骱蛯恿?。在湍流中(河流的情況)，被研究的流體-無論是氣體還是液體-以這樣一種方式運(yùn)動(dòng)，它不斷地受到混合和不規(guī)則波動(dòng)的影響。此外，湍流的另一個(gè)特征是流體在某一點(diǎn)的速度在方向和大小上都是不斷變化的。相反，在層流中，流體在平行的光滑層(或薄層)中運(yùn)動(dòng)。為了確保層流的存在，要求流體具有慢動(dòng)作、相對(duì)較小的流消和相對(duì)較粘性的流，動(dòng)性。沿流動(dòng)方向的同心小圓柱體可以近似地表示通過小直管的層流的輪廓。在外面的圓柱體，也與管子邊界重合，流體的速度為零，逐漸增加，直到在管子中心達(dá)到大值。那么，如何貓述甚至預(yù)測流動(dòng)模式呢？
 

　　一般來說，雷諾數(shù)小于000的流體被認(rèn)為是層流，而雷諾數(shù)較高的流體被認(rèn)為是湍流。不幸的是，這里并沒有一個(gè)神奇的分界點(diǎn)，而是有一個(gè)從1000到5000的過渡梯度，流在這個(gè)區(qū)間中切換狀態(tài)。由未壓縮的納維-斯托克斯方程推導(dǎo)出的雷諾數(shù)是一個(gè)數(shù)學(xué)量，它將平均流量、管徑、流體的質(zhì)量密度和粘度聯(lián)系在一起。或者，更簡單地說，它河以表示為作用在流體上的慣性力和粘性力之間的比率。它對(duì)微流體領(lǐng)域的重要性不僅來自于預(yù)測流動(dòng)的能力，而且還可以應(yīng)用于相互作用，如微粒流入，如細(xì)菌或微球。
 

　　在微流控芯片中，具有低雷諾數(shù)的層流流動(dòng)是人們所追求的。由于在這類設(shè)備中有兩種主要的流量控制類型，壓力控制和體積控制，并且設(shè)備在尺寸和體積上都非常有限，因此通常很難產(chǎn)生湍流。
 

　　然而，一些微流控裝置利用了毛細(xì)管流。這是在被動(dòng)設(shè)計(jì)中使用的，因?yàn)槊?xì)管流不依賴于壓力控制器或注射器泵等外力來誘導(dǎo)流體運(yùn)動(dòng)，而是依賴于液體的自發(fā)吸出原理，或者更準(zhǔn)確地說，當(dāng)流體分子之間的內(nèi)聚力弱于它們與管壁的粘附力時(shí)發(fā)生的毛細(xì)作用。微流體工作的一個(gè)更合適的例子是側(cè)向流動(dòng)測試的存在。
 

　　另一方面，微流控設(shè)備依靠外部儀器通過體積或壓力控制器來驅(qū)動(dòng)流量。此外，他們可能會(huì)使用其他方法來控制流體流動(dòng)，例收如用于電泳的電極。準(zhǔn)確的控制至關(guān)重要，可能會(huì)影響設(shè)備的預(yù)期性能。然而，由于這種準(zhǔn)確的控制，與宏觀系統(tǒng)相比，微流控裝置在控制多相流系統(tǒng)方面具有關(guān)鍵優(yōu)勢，具有更高的精度和效率。多相流是指一種以上的液體同時(shí)通過多孔介質(zhì)的流動(dòng)。在微流體應(yīng)用方面，表現(xiàn)為液滴的產(chǎn)生、納米顆粒的懸浮、擴(kuò)散等。