極端潤濕性表面液體無泵運輸研究.pdf

1、液滴的操作諸如轉移、分離、混合、運輸?shù)染哂泻芨叩膶嶋H應用價值，極端潤濕性表面上液滴的無泵運輸因其能在無能耗條件下實現(xiàn)對液滴的有效操作而在生化分析、微流體系統(tǒng)等領域具有較高研究價值和應用前景。針對目前極端潤濕性表面液體無泵運輸研究中存在的制備方法繁瑣、成本較高、抗重力運輸能力差、可運輸液體種類有限等問題，論文提出采用掩膜輔助大氣壓冷等離子體射流進行流潤濕性改性處理的方法實現(xiàn)“親液-疏液”無泵運輸功能表面的制備，并通過對親液區(qū)域形狀的設計實

2、現(xiàn)空氣中水滴的無泵運輸以及水中多種油滴的無泵運輸。主要的研究工作和結果如下：
　?。?）采用氯化銅（CuCl2）水溶液對鋁基體進行化學刻蝕，制備出超疏水所需的微納米結構，用硬脂酸乙醇溶液對刻蝕后的鋁基體進行低表面能修飾，獲得超疏水鋁表面。試驗研究了刻蝕時間對潤濕性的影響規(guī)律，結果表明，當刻蝕時間為10 s時，可獲得接觸角約為160°，滾動角小于1°的低粘附超疏水表面。
　?。?）采用大氣壓裸電極氣體放電方式產(chǎn)生的氮冷等離子體

3、射流進行鋁基超疏水表面的改性研究。試驗研究了等離子體射流改性的時間對潤濕性的影響規(guī)律，測試了改性獲得的空氣中超親水表面及水下超疏油表面的時效性。結果顯示，等離子體射流處理70 s即可獲得對水接觸角為0°的超親水表面，該樣品無法在空氣中保持長期超親水性，但可在水下保持長期超疏油性。
　　（3）利用掩膜輔助等離子體射流改性的方法制備出具有超親水-超疏水特性的無泵運輸功能表面，并進行水滴的無泵運輸試驗。結果表明，當水滴滴在等寬的超親水軌

4、跡上時，水滴可在重力的驅動下沿著超親水軌跡運動，通過對簡單超親水軌跡的組合，實現(xiàn)了在滴液區(qū)任意位置的水滴皆可被收集并運輸?shù)侥繕藚^(qū)；具有楔形結構的超親水軌跡可使水滴沿著軌跡抗重力運輸；通過對超親水軌跡的設計，制備了多種功能化運輸表面，可實現(xiàn)水滴的定域鋪展、水滴的分流運輸以及水滴的匯合運輸?shù)炔僮鳌?br>　　（4）根據(jù)空氣中的超親水表面在水下超疏油這一理論基礎，利用掩膜輔助等離子體射流改性的方法制備出水下具有超親油-超疏油特性的無泵運輸功能