一种实现液滴快速自发旋转的方法技术

本发明专利技术提供一种实现液滴快速自发旋转的方法，包括如下步骤：选择pH值为0.01～4.5的酸性液体，和处于流动状态下的液态金属；利用滴管一次将体积为5μl～500μl的酸性液体滴在液态金属的表面，使液滴与液态金属发生反应后内部产生大量微纳米气泡，气泡在独自运动和相互间作用下产生涌现行为，并自动在液滴内部发生旋转效应，进而带动液滳发生自旋。本发明专利技术具有简便易行、快速、角速度大、可持续稳定旋转、无需外部驱动、特定条件或装置等特点，并且可通过调控液滴与液态金属之间的反应剧烈程度或添加压力装置及浓酸补充装置来调控液滴的旋转速度及时间，且可以以稳定的形状持续旋转，进而通过调控参数或施加对称破缺实施装置实现液滴不同运动形态下的旋转形状。

【技术实现步骤摘要】
一种实现液滴快速自发旋转的方法
本专利技术涉及物理化学、液滴动力学、润湿界面及粒子运动领域，特别是涉及一种将化学能直接转化为转动动能实现液滴快速稳定自发旋转的方法。
技术介绍
液滴的自发运动在微流控芯片、生物芯片、生物检测、芯片实验室、柔性电子设备等一系列重要应用中起着重要乃至关键的作用。以简易快速的方法实现液滴的自发运动对推动这些工业应用具有重要作用，而液滴的旋转则是液滴运动的重要部分。粒子的正反自旋可以携带相反的信息，而通过旋转的液滴可以实现这一功能在以上应用场景中的拓展应用。以往的液滴自发旋转大多借助于施加电磁场、温度场、化学梯度场或制备非对称结构等，来诱导液滴发生旋转。但这些方法在实用、有效性、稳定性等方面均具有重大的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种将化学能直接转化为转动动能实现液滴快速稳定自发旋转的方法。具体地，本专利技术提供一种实现液滴快速自发旋转的方法，包括如下步骤：步骤100，选择pH值为0.01～4.5的酸性液体，和处于流动状态下的液态金属；>步骤200，利用滴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现液滴快速自发旋转的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤100，选择pH值为0.01～4.5的酸性液体，和处于流动状态下的液态金属；/n步骤200，利用滴管一次将体积为5μl～500μl的酸性液体滴在液态金属的表面，使液滴与液态金属发生反应后内部产生大量微纳米气泡，气泡在独自运动和相互间作用下产生涌现行为，并自动在液滴内部发生旋转效应，进而带动液滳发生自旋。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现液滴快速自发旋转的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100，选择pH值为0.01～4.5的酸性液体，和处于流动状态下的液态金属；
步骤200，利用滴管一次将体积为5μl～500μl的酸性液体滴在液态金属的表面，使液滴与液态金属发生反应后内部产生大量微纳米气泡，气泡在独自运动和相互间作用下产生涌现行为，并自动在液滴内部发生旋转效应，进而带动液滳发生自旋。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
还包括触发步骤，所述触发步骤为利用两面分别涂有不同表面能的器件，以在液滴刚滴入所述液态金属表面时与液滴接触，进而破坏初始状态下所述液滴内部的对称状态，加快所述液滴的变形及旋转，并控制液滴转动的方向。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述器件为楔形，两面的表面能分别为疏水表面和亲水表面；所述的器件设置数量为1～4个，在多于一个时，采用对称的方式布置在所述液滴的周边。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤100中，还包括在所述液态金属表面设置环形边界的步骤，具体过程为：
步骤101，采用一根盛装有酸性清洗液的容器，在容器的一端开口处安装可控制酸性清洗液流出量的纳滤膜，和围绕容器开口环形布置的毛细棉，且容器的开口为非对称形状；
步骤102，将容器的开口与所述液态金属表面接触，利用流出的酸性清洗液将接触位置的金属氧化层清洗掉，同时利用毛细棉吸收使用过的酸性清洗液，以在所述液态金属表面形成一个非对称形状的反应范围，然后将所述液滴滴入反应范围内，从而可控地使所述液滴自发旋转。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤200中，所述液滴旋转需要满足的无量纲数范围为：
1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亚溥，王占龙，王晓荷，
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