开展了微流体数字化技术制备聚合物薄膜电阻的研究。搭建了聚合物薄膜电阻按需喷射制备系统, 将聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)聚合物以13.4%的最佳重叠率, 按需喷射到RC(Resin-Coating)相纸表面, 由聚合物液滴形成的薄膜在相纸表面毛细作用下迅速干燥形成薄膜电阻, 并通过退火处理进一步降低薄膜电阻的阻值。实验研究了系统参量对聚合物液滴直径的影响, 并通过改变薄膜电阻的行数、列数和层数以及退火处理的条件, 制备了阻值为3.5～23.2 MΩ的薄膜电阻。实验显示薄膜电阻阻值和行数近似线性关系, 并且随着制备列数和层数的增大而减小, 退火处理可以使薄膜电阻的阻值降低10%～40%。以相同制备参数和退火条件制备的薄膜电阻具有较好的一致性, 薄膜电阻的阻值随温度的升高而减小并趋于稳定。实验结果表明, 基于微流体数字化技术制备聚合物薄膜电阻具有工艺简单、成本低廉、电阻电学性能优越等优点。

基于微流体数字化技术搭建了聚合物微透镜阵列按需喷射制备实验系统。以UV固化胶为喷射材料, 将其按需喷射到镀有疏水化薄膜的玻璃基片上, 在界面张力和疏水化效应的作用下, 形成平凸状的微液滴, 再经紫外光固化后形成微透镜阵列。实验研究了系统参量对稳定微喷射与微透镜直径的影响, 稳定微喷射出了黏度值为50×10-3 Pa·s的UV胶, 制得了最小直径达25 μm的微透镜, 进而制备出了直径变异系数C·V达0.64%、焦距均匀性误差为1.7%的15×15微透镜阵列。微透镜在扫描电子显微镜下具有较好的表面形貌, 采用白光干涉/轮廓仪(VSI模式)测得其轮廓算术平均偏差Ra为247.99 nm(扫描区域: 29.4 μm×39.3 μm), 扫描区域轮廓曲线平滑。通过微透镜阵列的成像实验, 得到了微透镜阵列所成的清晰实像。实验结果表明, 采用微流体数字化技术进行聚合物微透镜阵列的按需喷射制备过程简单、成本低廉、工艺参数稳定; 制备的微透镜阵列几何与光学性能优越。

为提高液滴微喷射的喷射效率和粉体微喷射的喷射方向性, 选用普通硼硅酸盐毛细管和石英玻璃管为原材料, 基于稳定的拉制和锻制工艺, 设计并制作了直列式组合微喷嘴和同轴式组合微喷嘴。在基于微流体数字化的微喷射实验平台上, 利用4×2直列式组合微喷嘴单次喷射得到了形状规则、圆整, 大小均匀, 无卫星液滴的液滴阵列, 液滴平均直径为180 μm; 相对于单微喷嘴, 直列式组合微喷嘴提高了单次微喷射的效率。另外, 进行了粉体微喷射实验, 相对于单微喷嘴, 同轴式组合微喷嘴在相同驱动条件下, 出射角由33°减小至10°, 成形粉线的宽度由450 μm降低至300 μm。结果表明, 同轴式组合微喷嘴中的辅助喷嘴有效地约束了主喷嘴出射的粉体流动, 粉体喷射的方向性有显著提高。

采用以脉冲为微流动基本形态、脉冲当地惯性力为主动力的微流体数字化技术进行了基因芯片微阵列制备实验。在搭建的基于微流体数字化技术的基因芯片微阵列制备系统上，实验验证了脉冲点样系统参量(收敛角2θ、微喷嘴内径d、电压幅值U和驱动频率f)对样点直径和脉冲点样稳定性的影响规律。以实验规律为依据，提出了制备样点直径约为100 μm的中等密度微阵列的实验路线，制备出了样点平均直径为102.2 μm、微阵列密度约为4 000 spot/cm2的基因芯片微阵列(点样溶液为3×SSC柠檬酸盐缓冲液)。得到的研究结果可为建立高密度基因芯片脉冲点样技术提供实验研究基础。

采用以脉冲为微流动基本形态、脉冲当地惯性力为主动力的微流体数字化技术进行了金属微粉体(作为流体)脉冲输送微特性的实验，以解决激光金属粉体融覆沉积工艺中微粉体的精确稳定输送问题。建立了金属微粉体脉冲输送系统；以角形铬粉为实验材料，实验研究了驱动电压U、频率f、微喷嘴内径d、输送角度θ 等4种系统参量对铬粉脉冲输送微特性(粉体输送率和输送稳定性)的影响规律；以此规律为依据，确定和选择铬粉脉冲输送的系统参量，验证粉体微输送效果。实验显示，金属微粉体脉冲输送系统具有精确稳定的脉冲输送微特性，表征输送稳定性的变异系数C·V<7%，铬粉输送率Q可达每秒几十微克量级。结果表明：微流体数字化技术可实现金属微粉体的脉冲精确稳定输送；提出的研究方法可用于不同工程应用背景的微粉体脉冲输送的理论和实验研究。

为解决玻璃微管道拉制工艺制作的单孔微喷嘴存在容易脆断,微管道长度不易控制,微喷射效率低等问题,提出了一种新的微喷嘴制作工艺。该工艺延续了微喷嘴拉制工艺中非IC工艺和低成本的制作特点,仍以低流阻的圆截面为喷口形状,通过材料流变运动和冷却时收缩率不同,将多根微管道紧密嵌入到塑料管中;通过毛细腐蚀作用,制作出变内径的锥形管,并实现微喷管长度的控制。制作了内径50μm的4孔微喷嘴和10孔微喷嘴,锥管长为750μm,微喷管长2.5mm。使用制作的微喷嘴在微流体数字化驱动平台上进行了水性液体在油相和气相中的微喷射实验,制备了80μm的微滴和微滴阵列。实验表明,该工艺制作的直列微喷嘴可以在微流体数字化驱动下实现较好的数字化微喷射效果。