[發明專利]一種形成固定接觸角蒸發模式的方法

在審

• 申請號: 201710362776.1
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107159538A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 石萬元;祝及龍;馬佳南;王天石;李翰明;賈沂偉
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B05D5/00
• 分類號: B05D5/00;B05D3/00;B05D3/02;B05D3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種形成固定接觸角蒸發模式的方法，屬于物理測量領域。

背景技術：

在人們的日常生產生活中，水平基板固著液滴的加熱/冷卻及其蒸發過程是普遍存在的。例如：噴淋冷卻技術、功能材料的制作、微電子芯片的蒸發冷卻、噴霧技術、霧化燃燒、噴墨打印、DNA分子顯像等都是對這一現象的直接利用。在加熱/冷卻基板上液滴蒸發的過程中，液滴邊緣蒸發快而頂部蒸發慢，蒸發速率的不均勻導致液滴表面溫度分布不均勻，從而導致液滴表面張力不均勻而在液滴內部產生的流動稱為Marangoni對流。液滴內部Marangoni對流無論在大氣環境下還是在微重力環境下都是非常重要的自然對流，在微重力下晶體生長、薄膜制備、微化學反應等領域有著重要的應用。然而，固體平面上液滴蒸發存在著兩種單一的蒸發模式：一種是固定接觸線蒸發模式，另一種是固定接觸角蒸發模式。現有的研究大多針對固定接觸線蒸發液滴內部Marangoni對流流動現象研究較多，但是對固定接觸角蒸發模式下液滴內部Marangoni對流的研究較少。除此之外，由于液滴內部對流的產生不依賴重力，它也成為空間微重力科學的一個重要研究課題。所以，無論是對工程實際應用或是學術研究來說，液滴在水平基板上形成固定接觸角蒸發模式的方法都是具有重要的價值。

現階段常用的使液滴在水平基板上形成固定接觸角蒸發模式的方法是在紫銅、不銹鋼或陶瓷表面上涂上一層聚四氟乙烯，使特定物質的液滴在其表面上形成特定的接觸角，但現有手段不能較好的使液滴維持固定接觸角，主要缺點有：

一、現有手段只能對特定物質的液滴如：丁醇、甲苯、正壬烷和正辛烷等液滴有效，具有很大的局限性。

二、采用現有手段進行工業生產或實驗研究時，聚四氟乙烯會溶解于實驗液滴中，造成液滴的污染并對產品或實驗研究結果產生影響。

三、采用現有手段進行工業生產或實驗研究時，聚四氟乙烯涂層容易脫落，每次液滴蒸發后需要重新涂抹聚四氟乙烯，這增加了工作量且降低了實驗的可重復性。

因此急需一種具有可重復性、便利性、經濟性和對液滴無污染的能在水平基板上形成固定接觸角蒸發模式的方法。

發明內容：

為了克服現有形成固定接觸角蒸發模式手段的不足，本發明提供了一種形成固定接觸角蒸發模式的新方法。本發明基本組成部分：疏水/疏油涂料、固化劑、旋涂儀/噴筆、電子天平。本發明的基本原理：在干凈光滑的表面上，旋涂/噴涂按照一定的質量比混合的疏水/疏油涂料與固化劑形成的混合溶液，后在干凈的室溫環境下待其充分干燥完全固化下來即可。

本發明提供的形成固定接觸角蒸發模式的方法與現有方法相比，有以下優點：

一、本發明解決了現有方法對液體的局限性，對更為寬泛的物質種類均有效果。

二、本發明不僅解決了涂層物質對實驗液滴污染的問題，涂層也可重復使用。

三、本發明不需要復雜的儀器設備，操作簡便、投資少、易于實現。

具體實施方法：

一、首先對所需涂抹的工作表面精心清洗、拋光，以保證粘合性；

二、使用電子天平稱取一定量的疏水/疏油涂料和固化劑，將兩者按照一定的質量比混合(具體的質量比可依據對接觸角大小要求的不同而調整)，充分攪拌兩小時使其混合均勻；

三、使用旋涂儀或噴筆根據所需涂層的厚度取定量的混合物液對工作面進行均勻的涂抹，后靜置于干凈的室溫環境下30分鐘待其充分干燥。

四、將干燥后的工作表面放置于90℃的干凈烤爐中烘烤1小時或在干凈的室溫環境下靜置至少24小時待涂層完全固化即可。