近日，我校電子信息學(xué)院王駿超副研究員以第一作者第一單位在Lab on a Chip（《芯片實(shí)驗(yàn)室》）上發(fā)表題為“Finding the optimal design of a passive microfluidic mixer”的論文，同時(shí)被封面報(bào)道。該文的共同第一作者是我校自動(dòng)化學(xué)院教師張乃音博士，通訊作者是加州大學(xué)河濱分校的William H. Grover教授。我校電子信息學(xué)院的研究生陳津、以及來(lái)自加州大學(xué)河濱分校的研究學(xué)者為論文共同作者。
據(jù)悉，完美混合兩種不同種類的液體是微流控技術(shù)的基本需求之一。盡管研究人員已設(shè)計(jì)出各種不同的微流控混合器芯片，但判斷哪種混合器設(shè)計(jì)方案能夠提供最徹底的混合效果，并且在整個(gè)混合器中具有最小的流體阻力仍是個(gè)難點(diǎn)。
在本論文中，作者利用多目標(biāo)遺傳算法自動(dòng)設(shè)計(jì)并優(yōu)化了一系列微流體混合器芯片。首先，作者構(gòu)建了一個(gè)由數(shù)千個(gè)不同的微流控混合器設(shè)計(jì)方案組成的數(shù)據(jù)庫(kù)，然后使用多目標(biāo)遺傳算法（NSGA-II）進(jìn)行優(yōu)化和自動(dòng)化設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)帕累托最優(yōu)。經(jīng)過(guò)200次迭代優(yōu)化，算法幫助我們找到了帕累托最優(yōu)前沿，從而找到了一種最優(yōu)的微流控混合器芯片的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)研究帕累托最優(yōu)前端的芯片設(shè)計(jì)方案，作者總結(jié)了一些針對(duì)微流控混合器芯片的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)可以提高混合器的混合性能，同時(shí)最大程度地降低其流體阻力。這些觀察結(jié)果為如何設(shè)計(jì)最佳的微流體混合器提供了新的標(biāo)準(zhǔn)。
Lab on a Chip屬“RSC”系列期刊，是微流控和芯片實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域的旗艦期刊（中科院分區(qū)1區(qū)TOP），其最新影響因子為6.9。
封面由全體論文作者和我校人文藝術(shù)與數(shù)字媒體學(xué)院的學(xué)生任俊佳共同設(shè)計(jì)。(電子信息學(xué)院）
利用多目標(biāo)遺傳算法自動(dòng)化設(shè)計(jì)微流控混合器
