自組裝單分子膜上實(shí)現(xiàn)微液滴的自發(fā)運(yùn)動(dòng).pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)MEMs(特別是微流體系統(tǒng))的迅猛發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，梯度表面能材料及表面張力驅(qū)動(dòng)的相關(guān)研究已引起了越來越多人的重視。本文制備了單層及雙層自紐裝單分子膜梯度表面能表面，研究微液滴在這些梯度表面上的自運(yùn)動(dòng)行為，探討不同因素對(duì)梯度表面上液滴運(yùn)動(dòng)的影響，同時(shí)分析了微液滴表面張力驅(qū)動(dòng)機(jī)制。結(jié)果如下：
　　(1)利用硅烷類十八烷基三甲氧基硅烷(ODS)、十六烷基三甲氧基硅烷(HDS)和3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS

2、)以及氟硅烷類十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)的光響應(yīng)性，通過控制光照時(shí)間，成功制備出單層ODS-SAMs、HDS-SAMs、APTS-SAMs和雙層ODS-FAS-SAMs、ODS-HDS-SAMs和HDS-ODS-SAMs梯度表面能表面，并實(shí)現(xiàn)了液滴在梯度表面能表面上從低能區(qū)向高能區(qū)的自驅(qū)動(dòng)。
　　(2)在三種單層SAMs梯度表面能表面上，HDS-SAMs梯度表面上液滴的運(yùn)動(dòng)距離最長(zhǎng)，但是運(yùn)動(dòng)過程的持續(xù)時(shí)間最短；而液滴在APT

3、S-SAMs梯度表面上的運(yùn)動(dòng)距離最短，但持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。在一定范圍內(nèi)，擋板間隙越大，液滴的運(yùn)動(dòng)速度越快，運(yùn)動(dòng)距離越大。這表明，通過控制不同參數(shù)，單層SAMs梯度表面能表面可以適用于不同的場(chǎng)合。
　　(3)與單層的梯度表面相比，雙層梯度表面能表面的梯度變化要小得多。因此，單層的FAS梯度表面上液滴的運(yùn)動(dòng)平均速度可以達(dá)到20.49mm/s，運(yùn)動(dòng)距離為8mm，而在雙層的ODS-FAS-SAMs表面上水滴的平均運(yùn)動(dòng)速度僅為1.796mm/s

4、，運(yùn)動(dòng)距離也只有4.36mm。
　　(4)當(dāng)在ODS-SAMs表面上經(jīng)FAS-SAMs修飾后，水滴的最大運(yùn)動(dòng)速度分別為5.5mm/s，運(yùn)動(dòng)的最大距離分別為4.7mm；而經(jīng)HDS-SAMs修飾后，水滴的最大運(yùn)動(dòng)速度為0.29mm/s，運(yùn)動(dòng)的最大距離也僅有2.7mm。這說明，在同一種SAMs表面上修飾另外一種SAMs后，會(huì)帶來不同的液滴白運(yùn)動(dòng)行為。另外，不同的SAMs膜修飾順序，也會(huì)使液滴的自運(yùn)動(dòng)行為存在差異。
　　(5)通過研