[實用新型]一種基于自供電數字微流體的液滴能量收集及驅動系統

有效

• 申請號: 201821696872.6
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN209271490U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 姜東岳;趙良;張潤琦;肖發文;陳貴軍
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 徐雪蓮

一種基于自供電數字微流體的液滴能量收集及驅動系統，包括液滴摩擦發電裝置及液滴水平驅動裝置；液滴摩擦發電裝置包括基板、感應電極板及疏水層；感應電極板包括上電極及下電極，上、下電極之間彼此分離；液滴水平驅動裝置包括水平基板、驅動電極組件及驅動組件疏水層；驅動電極組件包括左電極及右電極，左、右電極之間彼此分離；液滴摩擦發電裝置固定于傾斜支架上且使上電極高于下電極，液滴水平驅動裝置置于水平面上，液滴摩擦發電裝置的上電極和下電極分別與液滴水平驅動裝置中的左電極、右電極相連。本實用新型可替代笨重而且耗電的電壓源，不僅增加了便攜性而且降低能耗，使便攜式DMF平臺成為可能。并且能夠實現液滴的連續輸送和合并。

技術領域

本實用新型涉及液滴操控領域，尤其是一種基于自供電數字微流體的液滴能量收集及驅動系統。

背景技術

在當前的液滴操控領域中，電潤濕驅動技術是一門備受關注的技術。它能改變液滴的表面張力，因此它無需通道，泵或閥門。此外，電潤濕能夠驅動大范圍的液滴體積。且電潤濕液滴致動系統需要非常低的電流水平（<1nA）。基于這些優點，電潤濕的液滴致動技術廣泛用于生物醫學應用的數字微流體（DMF）。在大多數DMF平臺中，需要DC或AC電壓源來提供穩定的偏置電壓。然而，這種DC或AC電源體積大且耗電，這限制了DMF技術的普及，特別是對于便攜式應用。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種結構簡單、可提供穩定的偏置電壓的同時降低能耗且便于便攜式應用的基于自供電數字微流體的液滴能量收集及驅動系統。

本實用新型解決現有技術問題所采用的技術方案：一種基于自供電數字微流體的液滴能量收集及驅動系統，包括液滴摩擦發電裝置及液滴水平驅動裝置；液滴摩擦發電裝置包括由下至上依次設置的基板、感應電極板及疏水層；感應電極板包括沿基板的軸向排列的上電極及下電極，上、下電極之間彼此分離；所述液滴水平驅動裝置包括由下至上依次設置的水平基板、驅動電極組件及驅動組件疏水層；驅動電極組件包括沿水平基板的軸向排列的左電極及右電極，左、右電極之間彼此分離；所述左電極、右電極均由平行設置的電極齒組成，并使左電極與右電極的電極齒間交叉排列；液滴摩擦發電裝置固定于傾斜支架的傾斜面上且使所述上電極高于下電極，液滴水平驅動裝置置于水平面上；所述上電極和下電極通過導線分別與液滴水平驅動裝置中的左電極、右電極相連，在液滴摩擦發電裝置與液滴水平驅動裝置之間設有控制開關。

傾斜支架上固定有多個液滴摩擦發電裝置，所述液滴水平驅動裝置中設有與所述液滴摩擦發電裝置數量相同的驅動電極組件，以使每塊液滴摩擦發電裝置的上、下電極通過導線分別與對應的左電極及右電極相連形成一組驅動組件；多組驅動組件之間相互并聯。

所述傾斜面與水平面之間呈45度夾角。

所述傾斜支架為三角形立體支架。

所述疏水層為特氟龍疏水層。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型結構簡單，主要包括液滴摩擦發電裝置及液滴水平驅動裝置兩大部分，通過將液滴摩擦發電裝置置于傾斜支架上，利用液滴在液滴摩擦發電裝置上沿傾斜支架的傾斜面由上至下滑動時與液滴摩擦發電裝置之間的摩擦發電產生足夠的電勢差，利用液滴在液滴摩擦發電裝置上產生的電勢差驅動液滴水平驅動裝置上的液滴運動，本實用新型可以替代笨重而且耗電的電壓源，不僅增加了便攜性而且降低能耗，使便攜式DMF平臺成為可能。另外，在液滴水平驅動裝置內左、右電極的電極齒采用交叉排列的方式，使得對液滴水平驅動裝置的液滴產生更精準的控制效果，并且能夠實現液滴的連續輸送和合并。

附圖說明

圖1是本實用新型的總體結構示意圖。

圖2是本實用新型中液滴摩擦發電裝置的結構示意圖。

圖3是本實用新型中液滴摩擦發電裝置的分解圖。

圖4是本實用新型中液滴水平驅動裝置的分解圖。