[發明專利]一種基于電場誘導的液滴微混合蒸發調控裝置

有效

• 申請號: 202010320740.9
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111569750B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 劉海龍;劉志偉;霍元平;王軍鋒
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01F33/00
• 分類號: B01F33/00;B01D1/30;F22B1/30;F22B35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于電場誘導的液滴微混合蒸發調控裝置，包括基座內裝有恒溫加熱系統，恒溫加熱系統包括恒溫加熱裝置，且該恒溫加熱裝置接地；電場調控裝置包括基座內的上極板，上極板固定在電動導軌上，上極板連接負高壓靜電發生器，進而在上極板與恒溫加熱裝置之間形成可控的電場；液滴生成器包括多液滴混合式的針頭，且針頭從液滴微混合蒸發腔的頂端伸入，針頭的頂端通過管道連接注射泵；本發明所設計的調控裝置可以實現多組分液滴在無接觸方式下的微混合蒸發過程及蒸發時間調控。

技術領域

本發明涉及多組分液體微混合和液滴蒸發技術領域，具體涉及一種基于電場誘導的液滴微混合蒸發調控裝置。

背景技術

液滴的蒸發現象廣泛存在于自然界和人類生活的各個方面。比較常見的如DNA芯片制造、噴墨打印、微流控、微電子冷卻等技術領域得到了廣泛的應用。然而，目前所用液體基液的混合主要依賴于實驗人員的手動操作，這種形式既費時又費力，且實驗人員的手動操作混合還會引入很大的不確定性。因此，如何采用簡便的方式實現液體間的快速、自動、精確地混合具有非常重要的實踐應用價值。與此同時，針對電場誘導液滴微混合后電場中液滴的蒸發特征的研究有著非常重要的意義。

現有的液滴蒸發裝置中，都是采用實驗之前已經配置好樣本基液，實驗過程大都通過控制壁面溫度，壁面親疏水性和液滴屬性等相關因素去研究固著液滴的蒸發過程，且裝置的自動化程度較低。當液滴滴落到襯底上后，液滴的蒸發過程將不在受外界因素干擾，直至完全蒸干。然而如果想通過無接觸方法來人為控制液滴的蒸發過程及蒸發時間，將無法通過現有裝置完成。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提出了一種基于電場誘導的液滴微混合蒸發調控裝置，用于實現多組分液滴在無接觸方式下的微混合蒸發過程及蒸發時間調控。

本發明所采用的技術方案如下：

一種基于電場誘導的液滴微混合蒸發調控裝置，包括電場調控裝置、液滴生成器、恒溫加熱系統和基座；

在基座內裝有恒溫加熱系統，所述恒溫加熱系統包括恒溫加熱裝置，且該恒溫加熱裝置接地；

所述電場調控裝置包括基座內的上極板，所述上極板固定在電動導軌上，所述上極板連接負高壓靜電發生器，進而在上極板與恒溫加熱裝置之間形成可控的電場；

所述液滴生成器包括多液滴混合式的針頭，且針頭從液滴微混合蒸發腔的頂端伸入，針頭的頂端通過管道連接注射泵；

進一步，所述恒溫加熱裝置安裝在二維平移臺上，所述二維平移臺安裝在基座底部，通過二維平移臺調節恒溫加熱裝置的位置；

進一步，所述恒溫加熱裝置上表面裝有襯底，所述襯底與恒溫加熱裝置之間涂抹一層金硅脂；

進一步，襯底為石英玻璃經表面處理后得到的疏水或超疏水表面；

進一步，所述上極板采用平板電極，平板電極的下表面與恒溫加熱裝置上表面之間的距離為1-3cm；

進一步，所述上極板采用針尖電極，所述針尖電極的直徑為0.2-0.5mm；所述針尖電極的尖端與恒溫加熱裝置上表面之間的距離為0.5-2.5cm，或者將針尖電極的尖端插入液滴的內部；

進一步，所述針頭是同軸嵌套針頭，是由內管和外管同軸嵌套形成，內管和外管均采用不銹鋼材質，且針頭外管通道橫截面與內管通道橫截面之比為1：2；

進一步，所述針頭是并行雙管針頭，是由兩根尺寸相同的針管并列設置，且兩根針管軸線之間的距離不大于所選尺寸針管生成單液滴的最大直徑尺寸的0.7倍。

本發明的有益效果：