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机械与非机械的对决：微泵的两种技术到底有何不同？
随着微流体技术的快速发展，微泵作为控制和操作小体积液体的关键装置，越来越多地引起了学术界和工业界的广泛关注。虽然各类小型泵常被称为微泵，但实际上这一术语的准确定义应限制于功能尺寸在微米范围内的泵。微泵的迷你化整体尺寸、潜在的成本效益以及与现有微型泵相比更高的剂量精确度，进一步推动了这一创新泵类的兴趣。
微泵的简介与历史
最早的微泵可追溯到1970年代中期，但在1980年代，随着Jan Smits和Harald Van Lintel开发的MEMS微泵，才开始引起广泛兴趣。 1990年代的基本MEMS微泵相关工作为今后的发展奠定了基础。近年来，为了实现在偏远地区的功能，无机械微泵的设计也取得了进展，这类泵不依赖外部电力来源。
微泵的类型与技术
在微流体世界中，物理法则的特征发生了改变。举例来说，体积力如重力或惯性常常变得可以忽略，而表面力则可能主导流体行为。在大多数情况下，微泵依赖于微型驱动原理，这可合理地仅扩展到一定的尺寸范围。微泵可以分为机械系统和非机械系统。
机械微泵
机械微泵包含有活动部件，通常包含驱动元件和微阀膜或阀片。在驱动力方面，这些泵可以利用压电、静电、热气压、气压或磁效应等原理。
膜片微泵
膜片微泵利用膜片的重复驱动来推动液体。当膜片因某种驱动力向上弯曲时，液体被吸入入口阀中。随后，膜片向下弛缓，将液体排出出口阀，这一过程持续重复。
压电驱动的膜片微泵依赖于压电陶瓷在施加电压时的变形，这一过程造成了微泵腔体内压力变化，进而推动液体进出。
蠕动微泵
蠕动微泵由至少三个串联的微阀组成，这些阀门依次开关以保持液体从进口到出口的流动。
非机械微泵
非机械微泵则不含移动部件，并通过静态阀或外部影响来控制流量。这些泵包括压力调节的静态几何阀和利用毛细作用的微泵。
毛细微泵
在微流体技术中，毛细泵不需要外部驱动电源进行操作，通常被应用于侧流测试中。最近开发的毛细微泵可以实现与液体粘度和表面能无关的恒定流量。
化学驱动微泵
这些微泵通过将纳米马达固定到表面来实现流体的驱动，利用化学反应生成流量。
应用
微泵在工业应用中有多种潜力，包括在制造过程中精确输送少量粘合剂，或在生物医学领域中使用于便携式或植入式药物释放设备。微泵的应用同样包括气体和微粒质量传感器，用于监测个人空气质量。
通过MEMS制造技术，基于传导原理的气体传感器可以迷你化，以便适配便携设备及智能手机。
微泵的潜在用途不胜枚举，范围涵盖从药物释放系统、气体监测到香味释放装置等多个场景。
那么，在微泵技术的迅速发展中，机械与非机械微泵的未来将如何进一步改变我们的生活？
