摘要：交流电热效应对实现微流体的驱动和微流体中粒子的操控具有便捷高效等优势。采用对称、非对称平面电极、对称双面电极及螺旋叉指电极，利用有限元方法对其电场、温度场、流场和粒子浓度场进行了强耦合仿真计算，并分析了所施加电压和电导率对局部流速及温度梯度的影响。


进而，比较了不同几何类型叉指电极在相同激励下对微流体的驱动能力。


结果表明，在只改变电压或电导率的情况下，电压与局部流速及温度梯度的平方成正比，电导率与局部流速及温度梯度呈线性关系;在相同激励下，四种叉指电极的局部流速和温度梯度大小依次为非对称电极、对称电极、双面电极和螺旋电极。实现了对多种典型几何形式微电极的交流电热效应仿真分析，可为优化利用该效应及相关的生物传感器设计提供参考。

由于交流动电效应具有激励电压低、易于诱导等优点，其对微流体操纵的应用在近二十年引起了广泛关注，交流动电效应主要包括介电泳（DEP）、交流电渗（ACEO）和交流电热（ACET）效应，较低的激励电压和不依赖外部装置的微流体直接诱导方式对实现集成化、低功耗和低成本的生物传感器具有较高的应用价值。例如：Zhang等运用DEP效应，并通过微电极芯片对冷链食品中的SARS-CoV-2刺突蛋白进行实时、选择性、低成本的检测，张磊等通过在微通道壁面布置微电极阵列产生交变电场，提出了利用交流电渗（ACEO）增强流体混合的方法，Selmi等将ACET应用于微流体通道中蛋白质的检测，说明ACET可以在微流体通道内诱发涡流场，适用于混合和泵注应用。


DEP被广泛应用于捕获DNA,细胞分离等领域，其大小正比于粒子体积，适合对大分子的驱动与富集，ACEO常被用于实现低频下的粒子驱动与混合的微流控芯片，ACEO适用电导率低于0.085S/m的流体，较高的电导率会压缩双电层厚。