[發明專利]一種基于多孔吸濕纖維的液滴無障礙導引方法

有效

• 申請號: 201711263687.8
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108167281B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 胡海豹;余思瀟;董琪琪;任劉珍;李霖;任峰;王德政
• 申請（專利權）人: 西北工業大學;西北工業大學深圳研究院
• 主分類號: F15D1/00
• 分類號: F15D1/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明公開了一種基于多孔吸濕纖維的液滴無障礙導引方法，采用多孔纖維材料制作導引軌道，多孔纖維材料制成的軌道放置于吸濕飽和水溶液內，靜置，使多孔纖維材料完全被溶液浸潤，取出多孔纖維材料并烘干；將烘干的多孔纖維彎曲成預定形狀后固定在待導引液滴的特定位置處。導引軌道的材料由于吸濕飽和水溶液處理可吸收空氣中的水分子，使多孔纖維材料表面長久存在一層厚度為微米級尺度的水膜，使導引軌道的有效時間得以延長。當待導引液滴接觸到多孔纖維表面的水膜后，產生強烈的分子間吸引力，使得液滴被牢牢束縛在多孔纖維上，保證液滴不脫軌的空間角度范圍大，有效地擴大液滴的可導引場合；且操作便捷、方便推廣使用。

技術領域

本發明涉及液滴行為控制領域，具體地說，涉及一種利用多孔吸濕纖維表面的穩定水膜層實現液滴無障礙定向導引的方法。

背景技術

液滴行為控制，是對液滴的性質或者與液滴接觸的表面的性質加以改造，使得液滴可以按照預定的軌道運動的研究。采用液滴行為控制方法，對液滴的運動路徑加以控制，可以解決一系列工程實際問題；例如:為解決質子交換膜燃料電池促排水問題提供全新思路，為混合溶液的分離提供全新方法等。

現有的液滴控制方法主要集中在通過電磁場實現對磁流體的控制，在一般液滴的運動控制方面，可實現對液滴小距離的導引。發明專利CN 104345140 A公開了“一種磁流體控制裝置及其控制方法”，該裝置無法實現對一般液滴進行控制；在專利CN 105833814 A“一種液滴自驅動式微反應器”中主要針對于微反應系統，該裝置操作復雜，而且可導引距離有限；專利CN 1588090 A涉及“一種基于表面張力的低壓微液滴控制器件”，該微液滴控制器件針對于微流體，且控制條件復雜；在發明專利CN 106053869 A中涉及“一種基于壁面潤濕調控的液滴無質量損失的導引方法”，該方法需要液滴導引的環境潔凈無較大灰塵。

現有的技術文獻中給液滴的行為控制提供了很多非常有價值的方法，但也存在不足:如，對液滴性質要求有局限性；部分導引方法的控制系統復雜，不易操作和推廣；導引方法對環境要求高。

發明內容

為了避免現有技術存在的不足，本發明提出一種基于多孔吸濕纖維的液滴無障礙導引方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:基于多孔吸濕纖維的液滴無障礙導引方法，其特征在于包括以下步驟:

步驟1.對材料待處理表面進行清洗，待處理表面為任意形面；

步驟2.選擇多孔纖維材料,并在多孔纖維材料上制成所需軌道路徑；

步驟3.將高純度吸濕劑溶解水中,制成吸濕飽和水溶液；

步驟4.將多孔纖維材料制成的軌道放置于吸濕飽和水溶液內，靜置6h，使多孔纖維材料完全被溶液浸潤，取出多孔纖維材料，烘干；

步驟5.將軌道路徑的多孔纖維材料固定在步驟1所處理的表面上，完成吸濕材料的水膜導引制作；

步驟6.在步驟5的軌道上添加液滴，并調節液滴軌道所在的平面與水平面的角度β，β角的取值范圍為0～180°；施加外力，調節外力大小使液滴沿表面上的預定導引軌道勻速運動，實現任意方向的導引。

有益效果

本發明提出的一種基于多孔吸濕纖維的液滴無障礙導引方法，采用多孔纖維材料制作導引軌道，多孔纖維材料制成的軌道放置于吸濕飽和水溶液內，靜置，使多孔纖維材料完全被溶液浸潤，取出多孔纖維材料并烘干；將烘干的多孔纖維彎曲成預定形狀后固定在待導引液滴的特定位置處。導引軌道的材料由于吸濕飽和水溶液處理可吸收空氣中的水分子，使多孔纖維材料表面長久存在一層厚度為微米級尺度的水膜，使導引軌道的有效時間得以延長。當待導引液滴接觸到多孔纖維表面的水膜后，產生強烈的分子間吸引力，使得液滴被牢牢束縛在多孔纖維上，保證液滴不脫軌的空間角度范圍大，有效地擴大液滴的可導引場合；且操作便捷、方便推廣使用。