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第1章　绪论 1

1.1　导言 1

1.2　常规热学微系统技术的研究范畴 2

1.3　微／纳尺度生物热学技术的研究范畴 3

1.4　热学微系统技术的国内外研究态势 5

1.5　微尺度生物热学研究的国内外态势 6

1.6　热学微系统技术的发展前景展望 6

1.7　生物热学微系统技术的发展前景展望 8

1.8　小结 8

参考文献 9

第2章　微／纳米器件的热学与流体加工技术 10

2.1　导言 10

2.2　MEMS加工技术发展概况 10

2.3 自上而下及自下而上的微／纳米加工方式 11

2.4　MEMS热加工技术 14

2.5　传统硅材料微加工技术中的热学问题 15

2.6　微尺度光刻技术中的热学控制问题 16

2.7　MEMS粉末沉积热加工技术 19

2.8　微尺度热胶接技术 22

2.9　MEMS加工中的热压塑技术 22

2.10　喷射微液滴的微尺度加工 23

2.11　基于微流体的加工方法 24

2.12　气泡微加工方法 25

2.13　微细电火花加工技术 29

2.14　加工微器件的软刻技术 30

2.15　MEMS封装技术中的热应用 30

2.16　MEMS热加工技术的发展趋势 31

2.17　低温加工技术 32

2.18　光学精密器件低温加工 32

2.19　生物工程低温加工 33

2.20　化学工程低温加工 33

2.21　机械工程低温加工 34

2.22　电子工程低温加工 35

2.23　冷冻干燥型微加工技术 35

2.24　低温微加工技术前景 38

2.25　生物微加工技术 39

参考文献 42

第3章　纳米热流体技术 47

3.1　导言 47

3.2　纳米流体技术概念 47

3.3　基于纳米流体的热管 48

3.4　以纳米液滴为添加物的纳米流体 49

3.5　纳米金属流体 50

3.6　基于纳米颗粒控制纳米流体 53

3.7　纳米流体研究展望 53

参考文献 55

第4章　微纳米流体器件技术 57

4.1 导言 57

4.2　微／纳米流体阀门概况 57

4.3　控制微／纳米流体的冰阀技术 58

4.4　冰阀器件的执行过程及影响因素 59

4.5　基于固液相变的蠕动泵 63

4.6　湿性电路中电信号的控制 65

4.7　微流体测量器件的制作 70

4.8　测量微流量的热阻式传感器 71

4.9　监测微流体参数的电阻抗法 73

4.10　经皮微针阵列式药物输运方法 78

参考文献 80

第5章　微／纳米操作技术 82

5.1　导言 82

5.2　微／纳米操作技术概念 82

5.3　微／纳米操作的特点 84

5.4　基于机械效应的微操作技术 85

5.5　基于水力学效应的微操作技术 85

5.6　基于单一电学效应控制的纳米镊 87

5.7　基于电磁效应的微操作技术 89

5.8　基于单一磁学效应的微操作技术 92

5.9　基于声学效应的微操作技术 92

5.10　基于光学效应的光镊技术 92

5.11　基于冻结效应的微冰镊技术 93

5.12　基于冻融原理的微信号操纵技术 97

5.13　基于组合效应的微操作技术 99

参考文献 99

第6章　光网络开关中的微热学控制技术 104

6.1　导言 104

6.2　光开关技术概况 104

6.3　主要光开关类型 105

6.4　基于热光效应的波导光开关 108

6.5　热光开关的主要优缺点及解决方案 111

6.6　热光效应光开关中的典型热学问题 111

6.7　喷墨气泡光开关 114

6.8　热微管光开关 116

6.9　液体光纤型光开关 117

6.10　热致动器驱动的光纤机械开关 118

6.11　空间加热型热光开关 119

6.12　冻融型光网络开关 124

参考文献 128

第7章　芯片冷却与热管理中的微系统技术 131

7.1　导言 131

7.2　芯片发展趋势对冷却性能的要求 131

7.3　发展芯片冷却技术的主要途径 136

7.4　芯片冷却中的典型散热技术 139

7.5　热电制冷技术 144

7.6　热离子冷却 146

7.7　主动式气体制冷技术 148

7.8　液体金属芯片散热技术 149

7.9　基于MEMS的微制冷、制热系统 152

7.10　芯片冷却器中的材料与结构问题 154

7.11　芯片散热中的导热材料 155

7.12　芯片散热中的界面材料 157

7.13　芯片液冷方式中的流体工质材料 158

7.14　芯片冷却应用中的强化换热结构——固固换热方式 159

7.15　气固换热方式 161

7.16　固液换热方式 163

7.17　芯片冷却技术前景 167

参考文献 169

第8章　基于微系统与纳米技术的功能服 175

8.1　导言 175

8.2　功能服概念及国内外研究现状 175

8.3　功能服的核心组成单元 176

8.4　功能服加工技术 179

8.5　纳米材料和技术在功能服中的应用 180

8.6　仿生技术在功能服中的应用 181

8.7　两类典型功能服 181

8.8　功能服前景展望 182

8.9　基于微纳机电技术的可穿戴式空调系统 183

8.10　空调服组成单元 184

8.11　基于微／纳米风扇阵列的空调服 186

8.12　空调服小结 187

参考文献 188

第9章　微能源系统技术 190

9.1　导言 190

9.2　太阳能利用特点及光电池技术 190

9.3　典型燃料电池概况 191

9.4　生物质燃料电池概念 193

9.5　生物质产氢 194

9.6　利用光能的细菌电池 195

9.7　利用糖类产电的细菌电池 199

9.8　生物燃料电池技术 201

9.9　分解有机物作为能源的机器人 205

9.10　温差发电器件 208

9.11　微透平能源系统 209

9.12　基于同位素的微动力芯片 210

9.13　太空中的微能源技术 214

9.14　复合式微能源联合发电 215

参考文献 216

第10章　低温生物学中的微系统技术 219

10.1　导言 219

10.2　微量细胞的低温保存 219

10.3　快速检测生物样品活性的降温动力学曲线方法 223

10.4　检测生物样品活性的电阻抗方法 225

10.5　用于快速筛选最佳低温保存程序的生物芯片技术 229

10.6　微流道式芯片结构 231

10.7　点样式芯片结构 233

10.8　生物样品最佳低温保护剂浓度的筛选 236

参考文献 240

第11章　肿瘤纳米医学与微创手术中的热学方法 241

11.1　导言 241

11.2　肿瘤纳米热疗技术 241

11.3　磁性微／纳米颗粒的作用原理与特点 242

11.4　磁性微／纳米颗粒的种类及其制作方法 246

11.5　磁性微／纳米颗粒的导入方法 249

11.6　外加磁场的参数选择及热疗仪的设计 250

11.7　肿瘤治疗效果 252

11.8　纳米肿瘤热疗温度场预示 253

11.9　基于纳米颗粒的射频适形治疗 254

11.10　在体研究 257

11.11　肿瘤纳米热疗前景 257

11.12　纳米冷冻治疗方法 258

11.13　基于血管介入式加热的微创性全身热疗方法 263

参考文献 269