【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微流控，具体涉及一种直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片及方法。
技术介绍
1、湿法纺丝技术是工业上制备多种膜材料的技术之一，在湿法纺丝过程中，由高分子固体材料溶解在溶剂中形成的高分子溶液与水发生接触，溶液中的溶剂与水在界面处发生快速交换，从而引起高分子溶液内部发生复杂的分相，分相过程结束后，在高分子溶液内部会形成复杂的孔隙结构。对于不同的膜应用需要制备具有不同孔隙结构的膜材料，人们通常通过工艺实验来确定这些孔隙的形成规律，但是工艺实验过程备料过程非常耗时，也会产生大量的原材料浪费。因此需要专利技术一种可以快速观测膜液液滴分相行为的方法。
2、在一些早期的文献中公开了利用高分子液滴来研究膜内大孔形成规律的方法，具体是将高分子液滴滴在两个间距一定的玻璃片之间，再向高分子液滴中加入非溶剂来研究高分子液滴内孔隙的形成过程。以上方法存在以下问题：1.高分子液胚的形状只能是圆型，这导致观测到的液相分相行为无法与实际纺丝过程中的膜胚分相行为相联系。这是由于在实际的中空纤维纺丝过程中高分子液体胚的横截面形状为环形，环型的宽度大约为中空纤维的厚度；2.在滴入高分子液滴过程中难以避免会引入空气气泡，气泡的存在会影响液滴内孔隙的生长，从而使得观测结果不具有参考价值；3.在观测操作过程中，液胚容易受到空气湿度的影响而提前分相，使观测过程不完整，对实际中空纤维纺丝过程中的液滴分相行为参考意义不大。
3、基于现有的研究方法存在的不足，十分有必要研发一种能够控制环境空气湿度和高分子液胚、避免引入气泡的直接观测高分子液
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种直接观测具有任意形状高分子液滴分相行为的微流控芯片，该微流控芯片结构简单，可以均一、稳定、大小和外形可控地制备高分子液滴，并有效消除空气气泡对高分子液滴分相行为的影响。
2、为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其包括芯片基材、盖玻片和用于承载高分子液滴的诱导金属丝；所述芯片基材上设置有若干均匀布设的槽道，所述盖玻片盖设在所述芯片基材上，所述金属丝设置在芯片基材与盖玻片之间并位于所述槽道内。
4、作为本专利技术优选的实施方式，所述诱导金属丝为钛合金金属丝。
5、作为本专利技术优选的实施方式，所述槽道的深度等于诱导金属丝的直径。
6、作为本专利技术优选的实施方式，所述槽道的体积为所述诱导金属丝所承载的高分子液滴体积的20～30倍。
7、作为本专利技术优选的实施方式，所述槽道包括主槽和与主槽连通的副槽，所述主槽为长宽≥40mm、深度为50～100μm的方形槽道，所述副槽与主槽连通的一端为收缩喉部槽、另一端为圆形槽道。
8、作为本专利技术优选的实施方式，所述芯片基材为通过精密蚀刻法制作有槽道的薄玻璃片。
9、本专利技术的目的之二在于提供一种直接观测高分子液滴分相行为的方法，其使用如上所述的微流控芯片观测高分子液滴分相行为，具体包括以下步骤：
10、s1、在手套箱内将经过形状设计的诱导金属丝浸渍于待测高分子溶液中；
11、s2、在手套箱内取出承载有高分子液滴的诱导金属丝将其放置在芯片基材的槽道内，迅速盖上盖玻片；
12、s3、将步骤s2制得的微流控芯片转移到手套箱内的生物显微镜的载物台上，将非溶剂滴入微流控芯片开放的槽道内，在毛细力作用下，非溶剂被吸入盖玻片与芯片基材之间的细小缝隙内并与诱导金属丝上的高分子液胚接触后发生分相，通过生物显微镜上的高速相机观测并记录不同时间点高分子液胚内的孔隙形成过程。
13、作为本专利技术优选的实施方式，所述手套箱内的湿度控制在30％以下。
14、作为本专利技术优选的实施方式，所述手套箱通过固体吸湿剂控制湿度。
15、作为本专利技术优选的实施方式，所述生物显微镜为具有透射效果的显微镜。
16、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
17、本专利技术所述的微流控芯片通过在芯片基材上设置槽道，并将承载有高分子液滴的诱导金属丝置于槽道内，结合以盖玻片从而形成可可视化观测的敞开式流体芯片，结构简单、设计合理，盖上盖玻片后会使诱导金属丝上的高分子液滴发生延展，形成具有一定厚度的高分子液膜，通过金属丝既可以控制高分子液胚的形状和大小、使高分子液胚更均一、稳定，又可以作为高分子液胚的尺寸参考物，同时诱导金属丝的存在能够完全消除夹带空气气泡的影响，因此本专利技术的微流控芯片能够在生物显微镜下实现任意形状的高分子液滴的分相动力学过程的观测。
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1.一种直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：包括芯片基材、盖玻片和用于承载高分子液滴的诱导金属丝；所述芯片基材上设置有若干均匀布设的槽道，所述盖玻片盖设在所述芯片基材上，所述诱导金属丝设置在芯片基材与盖玻片之间并位于所述槽道内。
2.根据权利要求1所述的直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：所述诱导金属丝为钛合金金属丝。
3.根据权利要求1或2所述的直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：所述槽道的深度等于诱导金属丝的直径。
4.根据权利要求1或2所述的直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：所述槽道的体积为所述诱导金属丝所承载的高分子液滴体积的20～30倍。
5.根据权利要求1或2所述的直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：所述槽道包括主槽和与主槽连通的副槽，所述主槽为长宽≥40mm、深度为50～100μm的方形槽道，所述副槽与主槽连通的一端为收缩喉部槽、另一端为圆形槽道。
6.根据权利要求5所述的直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：所
7.一种直接观测高分子液滴分相行为的方法，其特征在于：使用如权利要求1～6任一项所述的微流控芯片观测高分子液滴分相行为，具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的直接观测高分子液滴分相行为的方法，其特征在于：所述手套箱内的湿度控制在30％以下。
9.根据权利要求8所述的直接观测高分子液滴分相行为的方法，其特征在于：所述手套箱通过固体吸湿剂控制湿度。
10.根据权利要求7所述的直接观测高分子液滴分相行为的方法，其特征在于：所述生物显微镜为具有透射效果的显微镜。
...【技术特征摘要】
1.一种直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：包括芯片基材、盖玻片和用于承载高分子液滴的诱导金属丝；所述芯片基材上设置有若干均匀布设的槽道，所述盖玻片盖设在所述芯片基材上，所述诱导金属丝设置在芯片基材与盖玻片之间并位于所述槽道内。
2.根据权利要求1所述的直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：所述诱导金属丝为钛合金金属丝。
3.根据权利要求1或2所述的直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：所述槽道的深度等于诱导金属丝的直径。
4.根据权利要求1或2所述的直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：所述槽道的体积为所述诱导金属丝所承载的高分子液滴体积的20～30倍。
5.根据权利要求1或2所述的直接观测高分子液滴分相行为的微流控芯片，其特征在于：所述槽道包括主槽和与主槽连通...
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