極端潤濕性表面液體無泵運(yùn)輸研究.pdf

1、液滴的操作諸如轉(zhuǎn)移、分離、混合、運(yùn)輸?shù)染哂泻芨叩膶?shí)際應(yīng)用價(jià)值，極端潤濕性表面上液滴的無泵運(yùn)輸因其能在無能耗條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴的有效操作而在生化分析、微流體系統(tǒng)等領(lǐng)域具有較高研究價(jià)值和應(yīng)用前景。針對(duì)目前極端潤濕性表面液體無泵運(yùn)輸研究中存在的制備方法繁瑣、成本較高、抗重力運(yùn)輸能力差、可運(yùn)輸液體種類有限等問題，論文提出采用掩膜輔助大氣壓冷等離子體射流進(jìn)行流潤濕性改性處理的方法實(shí)現(xiàn)“親液-疏液”無泵運(yùn)輸功能表面的制備，并通過對(duì)親液區(qū)域形狀的設(shè)計(jì)實(shí)

2、現(xiàn)空氣中水滴的無泵運(yùn)輸以及水中多種油滴的無泵運(yùn)輸。主要的研究工作和結(jié)果如下：
　?。?）采用氯化銅（CuCl2）水溶液對(duì)鋁基體進(jìn)行化學(xué)刻蝕，制備出超疏水所需的微納米結(jié)構(gòu)，用硬脂酸乙醇溶液對(duì)刻蝕后的鋁基體進(jìn)行低表面能修飾，獲得超疏水鋁表面。試驗(yàn)研究了刻蝕時(shí)間對(duì)潤濕性的影響規(guī)律，結(jié)果表明，當(dāng)刻蝕時(shí)間為10 s時(shí)，可獲得接觸角約為160°，滾動(dòng)角小于1°的低粘附超疏水表面。
　?。?）采用大氣壓裸電極氣體放電方式產(chǎn)生的氮冷等離子體

3、射流進(jìn)行鋁基超疏水表面的改性研究。試驗(yàn)研究了等離子體射流改性的時(shí)間對(duì)潤濕性的影響規(guī)律，測(cè)試了改性獲得的空氣中超親水表面及水下超疏油表面的時(shí)效性。結(jié)果顯示，等離子體射流處理70 s即可獲得對(duì)水接觸角為0°的超親水表面，該樣品無法在空氣中保持長期超親水性，但可在水下保持長期超疏油性。
　?。?）利用掩膜輔助等離子體射流改性的方法制備出具有超親水-超疏水特性的無泵運(yùn)輸功能表面，并進(jìn)行水滴的無泵運(yùn)輸試驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)水滴滴在等寬的超親水軌

4、跡上時(shí)，水滴可在重力的驅(qū)動(dòng)下沿著超親水軌跡運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)簡單超親水軌跡的組合，實(shí)現(xiàn)了在滴液區(qū)任意位置的水滴皆可被收集并運(yùn)輸?shù)侥繕?biāo)區(qū)；具有楔形結(jié)構(gòu)的超親水軌跡可使水滴沿著軌跡抗重力運(yùn)輸；通過對(duì)超親水軌跡的設(shè)計(jì)，制備了多種功能化運(yùn)輸表面，可實(shí)現(xiàn)水滴的定域鋪展、水滴的分流運(yùn)輸以及水滴的匯合運(yùn)輸?shù)炔僮鳌?br>　?。?）根據(jù)空氣中的超親水表面在水下超疏油這一理論基礎(chǔ)，利用掩膜輔助等離子體射流改性的方法制備出水下具有超親油-超疏油特性的無泵運(yùn)輸功能