微泵是微流控系统中的重要组成部分,能够有效的操纵流体,在微型传感器、微型生物芯片、微系统化学分析以及各种涉及微流体输送的场合中均有广泛应用。传统的机械式微泵通过使薄膜或柔性部件发生形变,引起腔室体积周期性收缩或膨胀来定向驱动流体。这种依靠整体腔室形变的技术,往往都面临着驱动效率低、系统结构复杂等缺陷。本文提出了一种外源驱动流体内部微结构直接操纵微流体的新型微流体操控机制,并率先设计了两种可行的实现方案——微马达驱动的微桨叶和电磁驱动的一体式蝶阀结构。首先,提出了使用外源驱动的流体内微桨叶结构来操纵微流体的微流体输运系统。从仿生鱼的角度阐述了结构对流体的驱动原理,并基于此设想提出了在微流道内引入微桨叶结构来定向驱动微流体的机制。从流固耦合理论出发,建立有限元仿真模型,通过仿真分析了微桨叶结构驱动流体的机制,并讨论了结构效应、尺寸效应、振动条件对驱动性能的影响。采用3D打印技术一体成型原型泵,以振动微马达作为流体外驱动源,利用染色实验定性验证了桨叶结构具有定向驱动微流体能力。定量测试结果表明,在9V的工作电压下,原型泵的流量可达127.9 m L/min。针对微桨叶操控微流体的设计方案无法建立背压的缺点,提出了外源电磁驱动一体式微蝶阀操控微流体的技术方案。该方案在微流道内接入一体式可动碟阀,借助外源电磁驱动,实现对微流体的操纵,并可以单向截止,建立起背压。该种方案结构简单,电磁线圈在流体管道外围提供交变磁场,内部的一体式微碟阀门在往复运动过程中周期性开合,最终实现微流体在阀门一侧流向另一侧的操纵。基于上述设想,采用限元仿真方法,建立并分析了电磁驱动的振动模型,用高速摄影方法验证了上述微流体操控原理。利用MEMS微加工技术,制造了原型器件,并进行了功能验证和性能测试。测试结果表明原型微泵最高输送流量为9.47 m L/min,最大的背压为70.5 mm H2O。通过对这两种技术方案的研究,展现了外源驱动的流体内微结构直接驱动微流体的特点和发展潜力,微结构直接驱动流体技术表现出了良好的灵活性和高效率,可以满足部分低背压微流体输运的应用需求。