一种空间水基液滴定位基片及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种空间水基液滴定位基片，所述基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；所述亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，所述疏水区将所述亲水区包围，起到限制水基液滴的作用。本发明专利技术改善传统液滴蒸发中无法有效限定液滴体积大小和液滴接触角等缺陷，为液滴蒸发提供了一种新型的基底材料且有利于在空间进行流体管理，还可用于生物反应容器等的定位及定量研究；制备方法简便有效，亲疏水交替区域结构可控，尺寸精密到微米级，且可适用于多种基底材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空间液滴蒸发实验所需基底材料的表面改性，具体涉及。
技术介绍
智能材料是20世纪90年代迅速发展起来的一类新型复合材料，它自发展以来取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人关注。固体表面浸润物理性质结构变化的材料是一种重要的智能材料。固体表面浸润性质是指液体对固体的浸润性，这种性质分为亲水性和疏水性，若固体材料表面浸润角大于65°说明此材料表面为疏水的；反之浸润角小于65°说明此材料表面为亲水的。较为常见的亲水表面有玻璃、金属等；疏水/亲油的表面有蓝宝石、聚烯烃、硅等；疏水/亲油的表面有聚四氟乙烯等。一般地，材料的表面亲疏水性质是单一的，固体表面浸润物理性质结构变化的材料则是通过对某种特定材料进行表面亲疏水改性，在其表面形成一种亲疏水交替的特殊表面结构薄膜，这种改性后的表面有着特殊的浸润性，而不是单一的亲水或者疏水。例如:化学组成梯度表面是最早发展起来的一种表面梯度材料，利用扩散控制气相沉积的方法，用硅烷化试剂在平滑硅基底上修饰密度呈现梯度变化的疏水烷基单层膜，表现出浸润性程梯度变化，在这一表面上可以观察到表面张力驱动的液滴自发移动。 液滴干燥沉积有着广泛的应用，例如:DNA/RAN微排列、DNA的“光学”基因定位、喷墨印刷、应用于光子学和其他领用的胶体晶体的制备、胶体自组装、高通量药物发现、化学侦检、图形化聚合物沉积、纳米颗粒和纳米管沉积、组合化学和细菌沉积。完成这些应用其中重要的一步是液滴在基材表面进行蒸发沉积。而对基材表面浸润性的修饰会控制液滴蒸发过程的浸润角、液滴体积，从而改变液滴蒸发过程中的一些物理性质，进而影响其应用。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，为液滴蒸发实验提供一种空间水基液滴定位基片，即一种新型的亲疏水区域交替的基底材料。交替区域为疏水-亲水-疏水交替形式，这样使得蒸发液滴实验中液滴滴落在中间亲水区域，周边疏水区域进行液滴边界限制；在亲水区域内，液滴体积可调节，由于液滴基底形态固定，体积的改变又会带来液滴高度的变化。 为了解决上述问题，本专利技术提供一种空间水基液滴定位基片，所述基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；所述亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，所述疏水区将所述亲水区包围，起到限制水基液滴的作用。 进一步，所述定位基片为二层，分别为亲水基底和覆盖在所述亲水基底上的疏水膜，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水基底；所述亲水区为所述亲水基底露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域。 进一步，所述定位基片为二层，分别为疏水基底和覆盖在所述疏水基底上的亲水膜，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水基底；所述疏水区为所述疏水基底露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域。 进一步，所述定位基片为三层，从上至下依次为疏水膜、亲水膜、基底；所述亲水膜完全覆盖所述基底，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水膜；所述亲水区为所述亲水膜露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。 进一步，所述定位基片为三层，从上至下依次为亲水膜、疏水膜、基底；所述疏水膜完全覆盖所述基底，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水膜；所述疏水区为所述疏水膜露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。 本专利技术提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤: (a)在亲水基底上通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域； (b)涂覆疏水膜； (C)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。 本专利技术提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤: (a)在疏水基底上通过模板掩盖周边所需疏水区域，露出中间所需亲水区域； (b)涂覆亲水膜； (C)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。 本专利技术提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤: (a)在任意亲水或疏水性质的基底上整体涂覆亲水膜； (b)然后通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域； (C)涂覆疏水膜； (d)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。 本专利技术提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤: (a)在任意亲水或疏水性质的基底上整体涂覆疏水膜； (b)然后通过模板掩盖中间所需疏水区域，露出周边所需亲水区域； (C)涂覆亲水膜； (d)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。 进一步，所述亲水基底为玻璃片、石英片或硅片；所述疏水基底为蓝宝石或PTFE ；所述疏水膜可采用含有硅烷的涂料进行喷涂涂覆或化学蒸镀法涂覆；所述亲水膜可采用含有T12的涂料进行喷涂涂覆；模板掩盖采用硅胶片覆盖法、铝膜覆盖法或光刻胶覆盖法。 相对于现有技术，本专利技术有如下优点: 本专利技术改善传统液滴蒸发中无法有效限定液滴体积大小和液滴接触角等缺陷，为液滴蒸发提供了一种新型的基底材料且有利于在空间进行流体管理，还可用于生物反应容器等的定位及定量研究；制备方法简便有效，亲疏水交替区域结构可控，尺寸精密到微米级，且可适用于多种基底材料。 【附图说明】 图1为本专利技术的第一种空间水基液滴定位基片示意图。 图2为本专利技术的第二种空间水基液滴定位基片示意图。 图3为本专利技术的第三种空间水基液滴定位基片示意图。 图4为本专利技术的第四种空间水基液滴定位基片示意图。 【具体实施方式】 下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。 实施例一: 本专利技术提供了如附图1所示的一种空间水基液滴定位基片，基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，疏水区将亲水区包围，起到限制水基液滴I的作用。 定位基片为二层，分别为亲水基底3和覆盖在亲水基底3上的疏水膜2，疏水膜2并非完全覆盖亲水基底3 ;亲水区为亲水基底3露出的区域，疏水区为疏水膜2覆盖的区域。 本专利技术提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤: (a)在亲水基底3上通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域； (b)涂覆疏水膜2; (c)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。 具体的，亲水基底为玻璃片、石英片、硅片等，本实施例以玻璃片为例，但此方法不限于玻璃片，其他亲水基底亦可行。特别地，本实施例覆盖法采用硅胶片覆盖法。具体步骤如下: (I)清洗亲水基底:将玻璃片先用洗涤剂清洗表面污垢，然后放置在丙酮溶液中进行超声清洗30-60min，超声后取出玻璃片，用无水乙醇和去离子水反复清洗至干净。本实施例中基底材料长宽高选用25mm*80mm*lmm，但本专利技术的基底大小不限如此，可根据需要调難 iF.0 (2)覆盖膜制备:本实施例采用硅胶片覆盖法。本实施例中覆盖膜的作用是掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域，待涂覆疏水膜；基片特定区域的掩盖实为亲疏水区域交替结构薄膜的结构控制。硅胶片覆盖法则是制作形状规则硅胶片，硅胶片厚度为0.大小形状分布根据交替结构中亲水区域所需设定，例如圆形，方形等，本实施例采用圆形为例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间水基液滴定位基片，其特征在于：所述基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；所述亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，所述疏水区将所述亲水区包围，起到限制水基液滴的作用。

【技术特征摘要】
1.一种空间水基液滴定位基片，其特征在于:所述基片的表面是一种具有未水区和疏水区交替结构的薄膜；所述亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，所述疏水区将所述亲水区包围，起到限制水基液滴的作用。2.如权利要求1所述的一种空间水基液滴定位基片，其特征在于: 所述定位基片为二层，分别为亲水基底和覆盖在所述亲水基底上的疏水膜，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水基底；所述亲水区为所述亲水基底露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域。3.如权利要求1所述的一种空间水基液滴定位基片，其特征在于: 所述定位基片为二层，分别为疏水基底和覆盖在所述疏水基底上的亲水膜，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水基底；所述疏水区为所述疏水基底露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域。4.如权利要求1所述的一种空间水基液滴定位基片，其特征在于: 所述定位基片为三层，从上至下依次为疏水膜、亲水膜、基底；所述亲水膜完全覆盖所述基底，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水膜；所述亲水区为所述亲水膜露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。5.如权利要求1所述的一种空间水基液滴定位基片，其特征在于: 所述定位基片为三层，从上至下依次为亲水膜、疏水膜、基底；所述疏水膜完全覆盖所述基底，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水膜；所述疏水区为所述疏水膜露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。6.如权利要求2所述的一种空间水基液滴定位基片的制备方法，其特征在于，包括如...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴赛，蓝鼎，王育人，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11