Surface Acoustic Wave (SAW) based microfluidic devices provide active techniques to manipulate fluid and particles, which can be used for precise and controllable patterning of microparticles and biological cells, with a high efficiency in a non-invasive and contact-free manner. This paper investigates flexible and bendable SAW microfluidic devices and explores the effects of bending and twisting of SAW devices on microparticle and cell patterning, using both experimental and numerical modelling. We showed that bending flexible SAW devices changes the distribution of particle pattern lines significantly. In devices with concave bending the particle pattern lines converge towards the centre of the curvature, whereas for devices with convex bending, they diverge away from it. Comparing the particle patterning using Lamb and Rayleigh wave devices with concave bending, we found that particle alignment is more efficient in the flexural mode Lamb wave device, whereas for the devices with convex bending, the particle patterning is more clear and regular when Rayleigh waves are used. We further investigated the effects of twisting the flexible SAW devices and observed that the particles are patterned into lines parallel to the deformed interdigital transducers (IDTs). We finally patterned yeast cells using our flexible SAW devices, and demonstrated the possibility of using our flexible acoustofluidic device for biomechanical systems such as body conforming technologies, wearable bio-sensors, and flexible point-of-care devices for personalized health monitoring.

基于声表面波 (SAW) 的微流体装置提供了操纵流体和粒子的主动技术，可用于微粒和生物细胞的精确可控图案化，以非侵入性和非接触方式高效。本文研究了柔性和可弯曲的 SAW 微流体装置，并使用实验和数值建模探索了 SAW 装置的弯曲和扭曲对微粒和细胞图案的影响。我们表明弯曲柔性 SAW 设备显着改变了粒子图案线的分布。在具有凹形弯曲的器件中，粒子图案线向曲率中心会聚，而对于具有凸形弯曲的器件，它们偏离中心。比较使用具有凹弯曲的兰姆波器件和瑞利波器件的粒子图案，我们发现弯曲模式兰姆波器件的粒子排列更有效，而对于具有凸弯曲的器件，当瑞利波为时，粒子图案更清晰和规则。用过的。我们进一步研究了扭曲柔性 SAW 设备的影响，并观察到粒子被图案化成平行于变形叉指换能器 (IDT) 的线。我们最终使用灵活的 SAW 设备对酵母细胞进行了图案化，并证明了将我们灵活的声流体设备用于生物力学系统的可能性，例如身体贴合技术、可穿戴生物传感器和用于个性化健康监测的灵活即时护理设备。我们发现在弯曲模式兰姆波器件中粒子排列更有效，而对于具有凸弯曲的器件，当使用瑞利波时，粒子图案更加清晰和规则。我们进一步研究了扭曲柔性 SAW 设备的影响，并观察到粒子被图案化成平行于变形叉指换能器 (IDT) 的线。我们最终使用灵活的 SAW 设备对酵母细胞进行了图案化，并证明了将我们灵活的声流体设备用于生物力学系统的可能性，例如身体贴合技术、可穿戴生物传感器和用于个性化健康监测的灵活即时护理设备。我们发现在弯曲模式兰姆波器件中粒子排列更有效，而对于具有凸弯曲的器件，当使用瑞利波时，粒子图案更加清晰和规则。我们进一步研究了扭曲柔性 SAW 设备的影响，并观察到粒子被图案化成平行于变形叉指换能器 (IDT) 的线。我们最终使用灵活的 SAW 设备对酵母细胞进行了图案化，并证明了将我们灵活的声流体设备用于生物力学系统的可能性，例如身体贴合技术、可穿戴生物传感器和用于个性化健康监测的灵活即时护理设备。当使用瑞利波时，粒子图案更加清晰和规则。我们进一步研究了扭曲柔性 SAW 设备的影响，并观察到粒子被图案化成平行于变形叉指换能器 (IDT) 的线。我们最终使用灵活的 SAW 设备对酵母细胞进行了图案化，并证明了将我们灵活的声流体设备用于生物力学系统的可能性，例如身体贴合技术、可穿戴生物传感器和用于个性化健康监测的灵活即时护理设备。当使用瑞利波时，粒子的图案更加清晰和规则。我们进一步研究了扭曲柔性 SAW 设备的影响，并观察到粒子被图案化成平行于变形叉指换能器 (IDT) 的线。我们最终使用灵活的 SAW 设备对酵母细胞进行了图案化，并证明了将我们灵活的声流体设备用于生物力学系统的可能性，例如身体贴合技术、可穿戴生物传感器和用于个性化健康监测的灵活即时护理设备。