梯度磁场铁磁流体泵

无压差自驱动

该铁磁流体泵利用梯度磁场驱动管内流动，无需进出口压差，为无活动部件的微型泵设计提供新途径。

杨文明 · Bo, Han · 杨小龙

Physics of Fluids 2025

参数信息

最大速度

10.2 μm/s

流量

0.016 μL/s

等效平均压力梯度

0.15 Pa/s

有效粘度/固有粘度比值

70 %

技术优势

无需压差驱动

在无进出口压差条件下，仅靠梯度磁场即可驱动铁磁流体在管内流动，为无活动部件的微型泵设计奠定基础。

有效粘度大幅降低

在梯度磁场中，管内铁磁流体的有效粘度可降至固有粘度的约70%，意味着流动阻力减小，相同驱动下可获得更高流量。

流量和压力可调

通过调节参考磁场强度和磁场梯度，可以同时控制泵送体积和压力分布，为泵的性能调控提供灵活手段。

应用场景

• 微流控输送：无活动部件驱动微流控芯片中的流体输送，避免机械磨损和泄漏。
• 软体机器人驱动：为软体机器人提供柔性的流体驱动，无需刚性泵体。
• 柔性器件流体控制：在柔性器件中实现流体的精确控制，适应弯曲变形。
• 可穿戴医疗给药：微小流量泵适合可穿戴设备进行持续药物输送。
• 生化传感样品处理：在生物传感中实现样品的微流量输送和处理。