生物微流控技术是近十几年来发展最迅速的前沿跨领域交叉学科之一，它集中结合了微纳米加工技术、微纳流体力学、分析化学、生命科学和信息处理学等多个学科的基础知识和前沿发现，对此新兴领域所开展的研究工作，不仅有助于从工程技术的角度去理解疾病或感染的发生机理，而且有助于开发低成本、高便携的诊断平台，甚至可以在医疗条件落后的偏远地区对疾病进行快速检测和诊断。

该方向研究重点在以下几个方面：

(1)  纳米流体力学研究以及单个纳米颗粒在纳流体通道中的输运、检测和识别

纳米流体力学的研究主要关注的是流体的行为、操纵和控制，但其限制于100nm以下特征尺寸的结构。限制在这些结构中的流体会表现出在较大结构，如微米及以上尺寸的结构中未观察到的新物理行为，这是由此时流体的特征物理尺度（例如德拜长度和流体动力学半径）与纳米结构本身的几何长度非常接近地接近所导致。纳米颗粒在纳流体通道中的输运问题已成为一个非常引人注目的研究课题。该方向的研究可广泛应用于监测环境中纳米颗粒(如PM2.5)的污染水平，防范病毒疫情流行，以及各类需要对病毒在宿主体内早期复制阶段进行快速检测和识别的场合，从各类相关临床实验室研究、边境口岸检疫、献血后的血液检测到病毒疫情爆发地点等。由于其低成本与高便携的优点，且不需要较高的实验与设备条件以及对检测人员较低的技术要求，可以显著提高我国病毒传染病风险预警与快速决策水平。

(2)  软物质波导与神经电磁通讯物理机制的研究

软物质构成的波导结构一直是软凝聚态物理领域里的空白。近几年来，基于对神经通讯理论的深入思考和解读，软物质波导的概念被提出并被大量研究。前期的实验结果表明，软物质构成的“电解质—介电层—电解质”结构能有效束缚电磁信号，提高其中电磁波的传输效率，且其表现出来的低通滤波特性、传输效率正比于介电层厚度特性，则支持了神经信号通讯理论的电磁类孤子模型，极有可能是重新解读生物电信号传输和作用的新途径。该方向研究主要包括：研究不同尺度上电磁波与软物质相互作用的模型和有效经验公式，并探究不同设计结构和组成对传输特性的影响，进而验证电磁波在生物体中激发并沿类似结构的生物波导传播的理论假设，为将来生物活体中的相关研究研究提供理论依据和实验基础，从而为软物质电磁特性研究提供新的思路和技术方法，并推动神经学与脑科学发展。

(3)  高灵敏度可调控太赫兹生化传感器的研究

近年来，太赫兹技术在越来越多的领域得到了应用。太赫兹波是频率范围为0.1-10 THz，波长范围为 0.03-3 mm，介于无线电波和光波之间的电磁辐射,它是电磁频谱上由电子学向光子学过渡的特殊区域，具有重要的科学价值和应用价值。由于 THz 波的独特性质，如较强的透视及安全性、良好的光谱分辨能力等，使得其在物质检测等方面具有非常广阔的应用前景。研究表明，许多化学或生物分子的转动能级、分子间、分子内的振动能级在太赫兹频段，因此这些分子在该频段具有特征吸收峰，也称为指纹吸收峰。通过测试特定频率的透射谱可以检测某种生物大分子的存在及含量，表明太赫兹技术在生化传感方面有着巨大的应用空间。该方向的研究主要集中在可动态调控的太赫兹超材料生化传感器的研制。