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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