微流体系统中含DNA分子流体流动与传热特性研究

近年来，微流体系统广泛地使用于各种科学研究和工业运用中。特别在生物工程、基因工程中，紧凑高效的微流体系统更是重要的分析装置。生化用微流体系统内部含生物大分子流体传输过程对优化系统结构和充分发挥系统使用功能都起着非常重要的作用。因此，开展微流体系统中含生物大分子流体流动和传热特性研究具有重大的理论价值和工程意义。本项目以微米尺度上含DNA分子的流体为研究对象，通过理论实验研究，系统考察在复杂微通道结构中，流体流动、电场作用和温度梯度对DNA分子动力行为的影响以及DNA分子运动变形对微尺度流体流动和传热的作用。本项目将构建DNA分子聚合物动力方程和描述流体传输的格子－波尔兹曼热模型。通过耦合描述DNA分子动力特性的分子动力学法和描述流体流动传热的格子－波尔兹曼法，构建多尺度混合算法。本项目旨在揭示流体传输与生物大分子运动变形间的耦合关系，为微流体系统的结构、功能优化奠定理论和技术基础。