壓電聲波元件操控微粒子技術之開發

本計畫預計開發出一創新可利用聲波在溶液中移動微小粒子(如紅血球)之聲波鑷子系統。研究內容主要包括開發以微機電製程製作之聲波粒子操控元件，利用壓電材料驅動聲波換能器，並利用菲涅爾(Fresnel)半波帶聲波透鏡，將壓電薄膜產生之聲波聚焦。此聲學鑷子能在不傷害活體細胞的情況下對其進行操控，相較於光學鑷子而言，較不會受到介質透明度的影響，相較於流體動力聚焦技術，不需引進過量鞘溶液。在元件部分，將採用微奈米製程技術，結合機械、電機、及材料相關技術，在矽晶圓或壓電基板上製作聲波換能器。由於液體中質點位移會與聲能梯度相關，因此將利用有限元素法進行不同大小和強度的聲波捕獲力及聲勢阱的最佳化設計，並依需求配置聲學鎳子陣列。在系統整合方面，預計研發具大功率輸出的聲波驅動電路，並搭配控制器調整驅動訊號大小及頻率，對溶液中的微粒子進行位置控制。本計畫所提之聲學鑷子系統，可與微流道晶片相互搭配整合，形成一個具多功能性的微型聲學鑷子系統，以期達成對微小粒子進行即時操控定位的目的。