电荷和粗糙度驱动的液滴长程自运输表面及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种电荷和粗糙度驱动的液滴长程自运输表面及其制作方法，方法为：1、采用3D打印技术利用生物兼容性树脂制作具有梯度粗糙度的微柱表面浇注用树脂模具；2、将PDMS浇注在树脂模具内，得到PDMS梯度微柱结构阵列；3、在梯度微柱阵列的顶部用SiO2纳米粒子涂层进行修饰，制备具有粗糙度梯度的液滴操纵表面；4、利用1H,1H,2H,2H‑全氟十七烷三甲基氧硅烷对梯度微柱结构阵列进行处理增加其疏水特性；5、通过干电池放电法或超纯水滴撞击方法，在具有梯度微柱结构阵列的自运输表面顶面构建表面电荷梯度，完成液滴长程自运输表面的制作。本发明专利技术制备的自运输表面可实现液滴的远距离快速运动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超疏水表面设计领域，尤其涉及一种电荷和粗糙度驱动的液滴长程自运输表面及其制作方法。

技术介绍

1、液滴通常充当物质和能量的载体或容器，其输运从集水、传热到化学分析、微流控等工程领域都有着重要应用。因此，在过去的几十年里，人们特别希望实现自发、快速和远距离的液滴输运。然而，液滴与固体表面之间相互作用的复杂性使得长距离的液滴输运具有挑战性。近年来，为了解决这些挑战，人们对液滴输运进行了许多研究，这些研究主要由表面结构或化学特性获得表面润湿性梯度打破对称性，以克服阻碍液滴运动时的粘附力。迄今为止，尽管利用润湿梯度进行液滴输运取得了诸多研究成果，但液滴流体动力学中有一个基本的权衡：即快速的液滴传输需要较大的润湿梯度，这反过来又限制了传输距离。上述问题严重限制了对于开发下一代开放表面微流控平台的需求，但目前很少受到关注。

2、目前已公开的液滴自运输表面设计方法，往往通过电、磁、热等手段操纵液滴，对于资源的消耗十分明显；或者选择物化特性梯度操纵液滴，对于液滴自运输表面仿生设计距离存在局限性，对于高效远距离液滴运输不能满足实际需求，现有的液滴远本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电荷和粗糙度驱动的液滴长程自运输表面，其特征在于：所述自运输表面在沿着液滴输送方向具有周期变化的粗糙度梯度特性，所述粗糙度梯度特性为沿着液滴输送方向粗糙度逐渐增大的特性，并在自运输表面顶层具有均匀密度的静电荷，形成与粗糙度梯度呈正比的电荷梯度。

2.根据权利要求1所述的电荷和粗糙度驱动的液滴长程自运输表面，其特征在于：在自运输表面沿着液滴输送方向依次间隔设置的多个加速区域，并在相邻加速区域之间设置有过渡减速区域；所述加速区域采用微柱结构阵列，且沿着液滴输送方向，微柱顶面积逐渐增大；所述过渡减速区域采用微柱结构阵列，且过渡减速区域内的微柱顶面积大于前后相邻的加速区域内的...

【技术特征摘要】

1.一种电荷和粗糙度驱动的液滴长程自运输表面，其特征在于：所述自运输表面在沿着液滴输送方向具有周期变化的粗糙度梯度特性，所述粗糙度梯度特性为沿着液滴输送方向粗糙度逐渐增大的特性，并在自运输表面顶层具有均匀密度的静电荷，形成与粗糙度梯度呈正比的电荷梯度。

2.根据权利要求1所述的电荷和粗糙度驱动的液滴长程自运输表面，其特征在于：在自运输表面沿着液滴输送方向依次间隔设置的多个加速区域，并在相邻加速区域之间设置有过渡减速区域；所述加速区域采用微柱结构阵列，且沿着液滴输送方向，微柱顶面积逐渐增...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建刚，张硕研，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：