的长度（134)。在一些实施 方案中，电极（108)的表面具有至少约10微米（例如，至少约15微米、至少约20微米、至少 约25微米、至少约50微米、至少约75微米、至少约100微米、至少约150微米、至少约200 微米、至少约250微米、至少约300微米、至少约400微米、至少约450微米或至少约450微 米）的长度（134)。在一些实施方案中，电极（108)的表面具有小于约500微米（例如，小 于约400微米、小于约300微米、小于约250微米、小于约200微米或小于约100微米）的 长度（134)。
[0065] 与脱盐单元电化学接触的电极（108)的表面可以具有范围从上文描述的任意最 小尺寸至任意最大尺寸的长度（134)。例如，电极（108)的表面可以具有范围从约10微 米至约500微米（例如，从约25微米至约250微米或从约50微米至约150微米）的长度 (134)〇
[0066] 可以改变与脱盐单元电化学接触的电极（108)的高度。可以鉴于多个因素来选择 电极（108)的高度，所述多个因素包括脱盐单元中微流体通道的高度。在一些情况下，电 极（108)的高度为近似零（即，电极与进口通道的底板大致共平面）。在一些实施方案中， 电极（108)的高度小于约1微米（例如，小于约900nm、小于约800nm、小于约750nm、小于 约700nm、小于约600nm、小于约500nm、小于约400nm、小于约300nm、小于约250nm、小于约 200nm或小于约IOOnm)。
[0067] 如图IC所示，电源（140)可以被配置成横跨脱盐单元施加偏压。盐水（120)的 流动可以从进口通道（102)开始到稀释出口通道（104)和浓缩出口通道（106)。在施加 偏压之后，离子耗尽区（109)和随后的电场梯度在接近交叉点（107)处靠近电极（108)形 成。因此，盐水中的离子优选被引导至浓缩出口通道（106)，产生流经浓缩出口通道的卤水 (122)。脱盐的水（即，比引入到进口通道中的盐水含有较少盐的水；124)流入到稀释出口 通道（104)中。
[0068] 在一些实施方案中，微流体装置还可以包括与脱盐单元流体地隔离的辅助通道。 在图2中示意性地示出包括脱盐单元（100)和辅助通道（202)的示例装置。该脱盐单元包 括流体地连接到稀释出口通道（104)和浓缩出口通道（106)的进口通道（102)。稀释出口 通道（104)和浓缩出口通道（106)在一交叉点（107)处与进口通道（102)分叉。该装置还 包括与脱盐单元（100)流体地隔离的辅助通道（202)。
[0069] 该辅助通道（202)可以包括例如单个微流体通道。在这些实施方案中，辅助通道 的尺寸（例如，高度、宽度和长度）可以变化。可以鉴于多个整体装置设计和其它操作考虑 来单独地选择辅助通道（202)的尺寸。辅助通道（202)在形状上可以是大致线性的，或它 沿着它们的流体流路的长度可以具有一个或多个非线性区域（例如，弯曲区域、螺旋区域、 角区域或其组合）。辅助通道（202)可以可选地具有一个或多个分支点。辅助通道（202) 还可以包括连接到辅助通道以促进装置操作的附加元件，诸如电极、流体进口、流体出口、 流体贮存器、阀、栗及其组合。
[0070] 辅助通道（202)可以经由双性电极电化学地连接到脱盐单元（100)。在这些实施 方案中，双性电极被配置成与脱盐单元（100)和辅助通道（202)两者电化学接触，意味着双 性电极的第一表面可以参与与脱盐单元的微流体通道中存在的溶液的一种或多种成分的 法拉第反应，并且双性电极的第二表面可以参与与在辅助通道中存在的溶液的一种或多种 成分的法拉第反应。该装置可以被配置成使得双性电极包括在装置操作期间与脱盐单元电 化学接触的阳极和与辅助通道电化学接触的阴极。可替代地，该装置可以被配置成使得双 性电极包括在装置操作期间与脱盐单元电化学接触的阴极和与辅助通道电化学接触的阳 极。
[0071] 借助于例证，再次参照图2所示的示例装置，双性电极（204)电化学地连接辅助通 道（202)和脱盐单元（100)。双性电极（206)的第一表面与脱盐单元（100)电化学接触，并 且被定位成接近交叉点（107)。双性电极（206)的第一表面被配置成在装置操作期间在双 性电极的表面处及其下游形成离子耗尽区（109)，导致在接近交叉点处形成电场梯度。双性 电极（208)的第二表面与辅助通道（202)电化学接触。
[0072] 双性电极（206)的第一表面在脱盐单元内可以占据与上文相对于第一脱盐单 元描述的电极（108)的表面相同的位置，并且具有上文相对于第一脱盐单元描述的电极 (108)的表面相同的尺寸。
[0073] 再次参照图2,示例装置还包括流体地连接到进口通道（102)的上游终点的流体 贮存器（110)、流体地连接到稀释出口通道（104)的下游终点的流体贮存器（114)、流体 地连接到浓缩出口通道（106)的下游终点的流体贮存器（112)和流体地连接到辅助通道 (202)的终点的流体贮存器（210和212)。
[0074] 电源可以被配置成横跨辅助通道（202)和脱盐单元（100)施加偏压。盐水（120) 的流动可以从进口通道（102)开始到稀释出口通道（104)和浓缩出口通道（106)。在施加 偏压之后，离子耗尽区（109)和随后的电场梯度在接近交叉点（107)处靠近双性电极（206) 的第一表面形成。因此，盐水中的离子优选被引导至浓缩出口通道（106)，产生流经浓缩出 口通道的卤水（122)。脱盐的水（124)流入到稀释出口通道（104)中。
[0075] 在一些实施方案中，辅助通道可以包括脱盐单元。在这些实施方案中，微流体装置 可以包括两个脱盐单元，所述两个脱盐单元可以是相同的或不同的结构。在图3中示出包 括两个脱盐单元的示例装置。该装置包括通过双性电极（310)电化学地连接到第二脱盐单 元（302)的第一脱盐单元（100)。第一脱盐单元（100)与第二脱盐单元（302)流体地隔离。
[0076] 该第一脱盐单元（100)包括流体地连接到稀释出口通道（104)和浓缩出口通道 (106)的进口通道（102)。稀释出口通道（104)和浓缩出口通道（106)在一交叉点（107) 处与进口通道（102)分叉。第二脱盐单元（302)包括流体地连接到稀释出口通道（306)和 浓缩出口通道（308)的进口通道（304)。稀释出口通道（306)和浓缩出口通道（308)在一 交叉点（307)处与进口通道（304)分叉。
[0077] 双性电极（310)电化学地连接第一脱盐单元（100)和第二脱盐单元（302)。双性电 极（312)的第一表面与第一脱盐单元（100)电化学接触，并且被定位成接近交叉点（107)。 双性电极（312)的第一表面被配置成在装置操作期间在双性电极的表面处及其下游形成 离子耗尽区（109)，导致在接近第一脱盐单元的交叉点处形成电场梯度。双性电极（314)的 第二表面与第二脱盐单元（302)电化学接触，并且被定位成接近第二脱盐单元（307)的交 叉点。双性电极（314)的第二表面被配置成在装置操作期间在双性电极的表面的下游处形 成离子耗尽区（309)，导致在接近第二脱盐单元的交叉点处形成电场梯度。示例装置还包 括流体地连接到第一和第二脱盐单元的进口通道的上游终点的流体贮存器（110和320)、 流体地连接到第一和第二脱盐单元的稀释出口通道的下游终点的流体贮存器（114和322) 和流体地连接到第一和第二脱盐单元的浓缩出口通道的下游终点的流体贮存器（112和 3M) 〇
[0078] 第二脱盐单元（302)以及构成第二脱盐单元的所有元件（例如，进口通道（304)、 稀释出口通道（306)和浓缩出口通道（308))可以具有与上文相对于第一脱盐单元所描述 的那些相同的尺寸和相对配置。双性电极（312)的第一表面与双性电极（314)的第二表面 在它们相应的脱盐单元内可以占据相同的位置，并且具有与上文相对于第一脱盐单元描述 的电极（108)的表面相同的尺寸。
[0079] 电源可以被配置成横跨第一脱盐单元（100)和第二脱盐单元（302)施加偏压。盐 水（120和330)的流动可以从第一和第二脱盐单元的进口通道开始到第一和第二脱盐单元 的稀释出口通道和浓缩出口通道。在施加偏压之后，离子耗尽区（109和309)和随后的电 场梯度在接近第一脱盐单元的交叉点（107)的双性电极（312)的第一表面并且在接近第二 脱盐单元的交叉点（307)的双性电极（314)的第二表面形成。因此，盐水中的离子优选被 引导至第一和第二脱盐单元（106和308)的浓缩出口通道，导致卤水（122和334)流经第 一和第二脱盐单元的浓缩出口通道。脱盐的水（124和332)流入第一和第二脱盐单元的稀 释出口通道（104和306)中。
[0080] 本文所描述的微流体装置还可以包括一个或多个附加部件（例如，压力表、阀、压 力进口、栗、流体贮存器、传感器、电极、电源和其组合）以促进装置功能。在一些实施方案 中，所述装置包括被配置成调节到装置的进口通道中的流体流的栗、阀、流体贮存器或其组 合。
[0081] 所述装置可以包括被配置成测量流经装置的微流体通道中的一个或多个的流体 的含盐量的盐量计。例如，在一些情况下，装置可以包括被配置成测量流经稀释出口通道的 流体的含盐量的盐量计。盐量计可以经任意合适的手段测量流体的含盐量。例如，盐量计 可以测量流体的导电性、比重、折射率或其组合。
[0082] 在某些实施方案中，所述装置包括：被配置成测量流经稀释出口通道的流体的含 盐量的盐量计；和被配置成调节到装置的进口通道中的流体流的栗、阀、流体贮存器或其组 合。所述装置还可以包括信号处理线路或处理器，所述信号处理线路或处理器被配置成操 作连接到进口通道的栗和/或阀从而响应于流经稀释出口通道的流体的含盐量调节到装 置的进口通道中的流体流。
[0083] 系统
[0084] 本文所描述的多个微流体装置可以被组合以形成水净化系统。
[0085] 水净化系统可以包括本文所描述的许多装置。可以鉴于多个因素选择合并在水净 化系统内的装置的数量，所述多个因素包括整体系统设计、所需的系统吞吐量、将使用系统 被处理的盐水的含盐量和所需的盐化度减小。
[0086] 在一些情况下，系统中两个或更多个装置的进口通道流体地连接到公共进水口， 从而促进盐水流入到系统中的多个装置的进口通道。类似地，系统中的两个或更多个装置 的稀释出口通道可以流体地连接到公共出水口，从而促进从系统中的多个装置的稀释出口 通道收集脱盐的水。
[0087] 该系统可以包括本文所描述的并行布置的多个装置。在本文所描述的系统的背景 下，当从系统中第一装置的稀释出口通道或浓缩出口通道流动的流体最后不流入到系统中 的第二装置的进口通道中时，两个装置可以被描述为并行布置在系统内。
[0088] 举例来说，图4是包括并行布置的第一脱盐单元（402)和第二脱盐单元（404)的 水净化系统（400)的示意图。示例装置还包括与第一和第二脱盐单元两者流体地隔离的辅 助通道（406)。第一双性电极（408)电化学地连接辅助通道（406)和第一脱盐单元（402)。 第二双性电极（410)电化学地连接辅助通道（406)和第二脱盐单元（404)。通过在辅助通 道与第一和第二脱盐单元之间施加偏压可以操作示例系统。
[0089] 图5示出包括并行布置的两个装置的第二示例水净化系统（500)。系统（500)包括 第一装置，该第一装置包括通过第一双性电极（506)电化学地连接到第一辅助通道（504) 的第一脱盐单元（502)。系统（500)还包括第二装置，该第二装置相对于第一装置并行布 置，并且其包括通过第二双性电极（512)电化学地连接到第二辅助通道（510)的第二脱盐 单元（508)。如图5所示，电源可以被配置成横跨第一辅助通道（504)和脱盐单元（502)以 及第二辅助通道（510)和脱盐单元（508)两者施加偏压。
[0090] 系统可以包括本文所描述的流体地串联的多个装置。在本文所描述的系统的背景 下，当从系统中第一装置的稀释出口通道或浓缩出口通道流动的流体最后流入到系统中的 第二装置的进口通道中时，两个装置可以被描述为在系统内流体地串联。
[0091] 举例来说，图6是包括流体地串联的两个装置的水净化系统（600)的示意图。系 统（600)包括流体地串联的第一脱盐单元（602)和第二脱盐单元(604)，使得第一脱盐单 元的稀释出口通道流体地连接到第二脱盐单元的进口通道。示例装置还包括与第一和第二 脱盐单元两者流体地隔离的辅助通道(606)。第一双性电极(608)电化学地连接辅助通道 (606)和第一脱盐单元(602)。第二双性电极(610)电化学地连接辅助通道（606)和第二 脱盐单元（604)。通过在辅助通道与第一和第二脱盐单元之间施加偏压可以操作示例系统。
[0092] 若需要，系统可以包括并行布置和流体地串联的多个装置。例如，装置可以包括流 体地串联的第一对装置，所述第一对装置布置成与流体地串联的第二对装置并行。
[0093] 制造方法
[0094] 本文所描述的微流体装置和系统可以由非导电且适合于含水溶液流动通过装置 或系统的微流体通道的任意衬底材料制造。例如，可以整体地或部分地用玻璃、硅或其组合 来制造装置或系统。装置或系统还可以整体地或部分地用聚合物和/或塑料制造，诸如聚 酯（例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯；PET)聚氨酯、聚碳酸酯、卤代聚合物（例如，聚氯乙烯和 /或氟化聚合物，诸如聚四氟乙烯（PTFE))、聚丙烯酸酯和/或聚甲基丙烯酸脂（例如，聚甲 基丙烯酸甲酯；PMMA)、硅酮（例如，聚二甲硅氧烷；PDMS)、热固树脂（例如，胶木）或共聚 物、混合物和/或其组合。装置或系统也可以整体或部分地用陶瓷（例如，氮化硅、碳化硅、 ^氧化钦、氧化错、^氧