極端潤濕性表面液體無泵運輸研究.pdf

1、液滴的操作諸如轉(zhuǎn)移、分離、混合、運輸?shù)染哂泻芨叩膶嶋H應(yīng)用價值，極端潤濕性表面上液滴的無泵運輸因其能在無能耗條件下實現(xiàn)對液滴的有效操作而在生化分析、微流體系統(tǒng)等領(lǐng)域具有較高研究價值和應(yīng)用前景。針對目前極端潤濕性表面液體無泵運輸研究中存在的制備方法繁瑣、成本較高、抗重力運輸能力差、可運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現(xiàn)“親液-疏液”無泵運輸功能表面的制備，并通過對親液區(qū)域形狀的設(shè)計實

2、現(xiàn)空氣中水滴的無泵運輸以及水中多種油滴的無泵運輸。主要的研究工作和結(jié)果如下：
　?。?）采用氯化銅（CuCl2）水溶液對鋁基體進(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。試驗研究了刻蝕時間對潤濕性的影響規(guī)律，結(jié)果表明，當(dāng)刻蝕時間為10 s時，可獲得接觸角約為160°，滾動角小于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。試驗研究了等離子體射流改性的時間對潤濕性的影響規(guī)律，測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效性。結(jié)果顯示，等離子體射流處理70 s即可獲得對水接觸角為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輸功能表面，并進(jìn)行水滴的無泵運輸試驗。結(jié)果表明，當(dāng)水滴滴在等寬的超親水軌

4、跡上時，水滴可在重力的驅(qū)動下沿著超親水軌跡運動，通過對簡單超親水軌跡的組合，實現(xiàn)了在滴液區(qū)任意位置的水滴皆可被收集并運輸?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輸；通過對超親水軌跡的設(shè)計，制備了多種功能化運輸表面，可實現(xiàn)水滴的定域鋪展、水滴的分流運輸以及水滴的匯合運輸?shù)炔僮鳌?br>　　（4）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輸功能