[發明專利]電場響應微納米材料控制表面浸潤性的器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201810289569.2
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108659794B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 田東亮;李燕;張娜;張孝芳;江雷
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C09K3/18
• 分類號: C09K3/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

1.電場響應微納米材料控制表面浸潤性的器件，其特征在于，包括具有微納米結構的基底，電極以及框架；

所述基底包括介電彈性材料和疏水微納米結構；所述疏水微納米結構粘附于所述介電彈性材料表面；所述疏水微納米結構為粒徑20nm-10μm的微納米顆粒；

所述電極為石墨電極膏涂覆于所述基底正反兩面所形成的正反兩面相對應的“回”字狀電極；并且所述基底正反兩面的“回”字狀電極通過導電銅膠帶連接外接電路；

所述基底四周固定于所述框架上。

2.根據權利要求1所述的電場響應微納米材料控制表面浸潤性的器件，其特征在于，所述介電彈性材料選自聚丙烯酸酯類彈性體、聚氨酯、聚氨酯復合材料、硅橡膠或硅橡膠復合材料中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的電場響應微納米材料控制表面浸潤性的器件，其特征在于，所述疏水微納米結構為修飾有全氟癸基三甲氧基硅烷的微納米顆粒；所述微納米顆粒選自納米TiO₂、納米Fe₃O₄或聚苯乙烯球中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的電場響應微納米材料控制表面浸潤性的器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將全氟癸基三甲氧基硅烷修飾于所述微納米顆粒上，形成疏水微納米結構；

(2)將所述疏水微納米結構粘附于所述介電彈性材料表面，形成具有微納米結構的基底；

(3)對所述基底進行預拉伸，并且于預拉伸狀態下將所述基底四周固定于所述框架上；在所述基底正反兩面相對應的位置涂上石墨電極膏，形成“回”字狀電極；

(4)使用石墨電極膏分別將所述基底正反兩面的“回”字狀電極與導電銅膠帶相連接，將導電銅膠帶接入外接電路。

5.利用電場對電場響應微納米材料表面結構進行表面浸潤性控制的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(A)將權利要求4中制備的電場響應微納米材料控制表面浸潤性的器件連通電壓，基底上涂有“回”字狀電極的部分被拉伸，基底中央未涂有“回”字狀電極的部分收縮，疏水微納米結構之間距離減小，水滴在基底上的接觸角增大；

(B)撤掉電壓，基底上涂有“回”字狀電極的部分收縮，基底中央未涂有“回”字狀電極的部分被拉伸，疏水微納米結構之間距離增大，水滴在基底上的接觸角減小。

6.根據權利要求5所述的利用電場對電場響應微納米材料表面結構進行表面浸潤性控制的方法，其特征在于，

所述步驟(A)中連通電壓后水滴在基底上的接觸角為150°-159°；

所述步驟(B)中撤掉電壓后水滴在基底上的接觸角為135°-142°。

7.利用電場對電場響應微納米材料表面結構進行表面液體可控輸運的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)將權利要求4中制備的電場響應微納米材料控制表面浸潤性的器件傾斜放置；

(b)通過電壓大小控制水滴運動：

連通電壓，基底上涂有“回”字狀電極的部分被拉伸，基底中央未涂有“回”字狀電極的部分收縮，疏水微納米結構之間距離減小，水滴在基底上的接觸角增大，水滴在基底上滾動；

撤掉電壓，基底上涂有“回”字狀電極的部分收縮，基底中央未涂有“回”字狀電極的部分被拉伸，疏水微納米結構之間距離增大，水滴在基底上的接觸角減小，水滴粘附于基底上。

8.根據權利要求7所述的利用電場對電場響應微納米材料表面結構進行表面液體可控輸運的方法，其特征在于，所述基底傾斜角度越大，需施加的電壓越大。

9.根據權利要求7或8所述的利用電場對電場響應微納米材料表面結構進行表面液體可控輸運的方法在表面液體的可控輸運、防霧防冰或制備微反應器中的應用。