近日，公司王楠副教授课题组在微流控与传感器领域国际权威期刊《Separation and Purification Technology》（中科院一区TOP期刊，JCR一区期刊，IF=9.0）发表题为 “A Novel Microchannel for High-Throughput Filtration of Particles in Seawater Based on Inertial Microfluidics”的研究成果。本论文主要由王楠副教授指导的硕士研究生许俊男完成，王楠副教授为论文的通讯作者，英国365上市公司为第一完成单位和通讯单位。
海洋重金属污染具有高毒性、难降解、易沿食物链富集等特性，对海洋生态系统与人类健康构成严重威胁。电化学传感技术因便携、灵敏、低成本等优势，成为海水重金属原位检测的重要方案。但实际应用中，海水中高浓度悬浮颗粒易造成电极污染、信号失真，严重制约传感器的长期稳定运行。传统过滤手段存在通量低、易堵塞、结构复杂、依赖外部设备等短板，难以满足海洋环境下原位、快速和高通量过滤的需求。
本研究创新地提出了惯性微流控被动过滤方案，通过COMSOL Multiphysics开展二维与三维数值模拟，揭示颗粒在惯性升力、壁面诱导升力与Dean涡协同作用下的迁移规律。仿真结果表明，高流速下大直径的悬浮颗粒可汇聚至外侧流道并由单侧出口收集。为了验证仿真结果的准确性，实验采用PMMA材料制备微流道器件，选用10 μm、50 μm、100 μm、200 μm荧光聚苯乙烯微球模拟海水悬浮颗粒。在0.1–0.5 m/s入口流速范围内，50 μm、100 μm、200 μm颗粒在出口的平均过滤效率均达到了90%。该成果不仅推动了惯性微流控技术在海洋环境监测领域的工程化应用，也为微流控预处理器的设计提供了新思路和新方案。
王楠副教授所在团队长期致力于电化学传感器以及半导体气体传感器的研发。本成果得到了国家自然科学基金的资助支持。
论文链接：https://authors.elsevier.com/a/1n2Hj4wbrTN17I
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