微液滴的表面張力驅(qū)動及其自運動行為研究.pdf

1、近年來，微流體的驅(qū)動控制技術(shù)引起了越來越多人的注意。表面張力驅(qū)動是微流體器件中流體驅(qū)動的一種重要方式，其實現(xiàn)依賴于潤濕性表面的可控性。本文利用自組裝單分子膜的光響應性，通過真空紫外光照，制備了能使液滴自發(fā)運動的梯度表面能表面，進而研究了不同液滴在各種梯度表面上的運動情況。同時還研究了氧化鋅薄膜表面的潤濕性可逆轉(zhuǎn)變特性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：
　　 (1)隨著光照時間的增加，自組裝單分子膜的刻蝕作用逐漸增強，從而導致接觸角逐漸減小，表面能逐

2、漸增大。利用這一特性，通過對十七氟癸基三甲氧基硅烷單分子膜(FAS-SAM)進行連續(xù)光照，制備出了梯度表面能表面。
　　 (2)液滴在梯度表面能表面可以由低表面能區(qū)域向高表面能區(qū)域運動，其運動過程可分為加速階段和減速階段。對于體積為2μl的水滴，在上述梯度表面能表面上的接觸角在4.23mm的距離內(nèi)變化了約39°，由55.82°減小到了16.74°，其最大運動速度約為23.28mm/s。
　　 (3)液滴的運動速度與液滴的

3、體積成正比，與擋板的運動速度成反比，即液滴體積越大，擋板速度越小，液滴運動速度越快。此外，水滴在水平梯度表面上的運動速度要高于傾斜梯度表面上的運動速度，而且水滴的運動速度要大于相同體積的甲酰胺和二甘醇液滴在同一梯度表面上的運動速度。
　　 (4)改變光照距離同樣也可以制備出梯度表面能表面。液滴在該種梯度表面的運動情況與改變光照時間得到的梯度表面上的運動情況相似。
　　 (5)通過真空紫外光照十八烷基三甲氧基硅烷單分子膜(