[發(fā)明專利]一種液滴定向運輸裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010425808.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111589476A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 唐彪;蒙傳芝;錢宇旸;莊磊;周國富
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學;深圳市國華光電科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張建珍

本發(fā)明公開了一種液滴定向運輸裝置，包括絕緣基底、叉指電極和電介質(zhì)層；叉指電極設于絕緣基底上，包括第一電極和第二電極，第一電極具有至少兩個第一指部，第二電極具有至少一個第二指部；第一指部和第二指部間隔交錯排布，且相鄰的第一指部和第二指部之間的距離逐漸改變；電介質(zhì)層覆設于叉指電極上。本發(fā)明該液滴定向運輸裝置通過以上叉指電極的設置以引入電場致潤濕性梯度，可通過電源組件驅(qū)動波形頻率的調(diào)控實現(xiàn)覆蓋導電液體和絕緣液體的寬范圍液體材料體系的定向輸運；并且通過外場非接觸的操控方式，液體的傳輸速度可以通過外加電壓的幅值和頻率等加以靈活控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液滴定向運輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種液滴定向運輸裝置。

背景技術(shù)

實現(xiàn)液滴的定向運輸在如傳熱、自清潔、生物分析和芯片實驗室設備等眾多科學領(lǐng)域中有著廣泛的應用前景。目前已經(jīng)研究出了許多液滴定向運輸?shù)姆椒ǎ蠖鄶?shù)只能實現(xiàn)單一種類的液體(主要是導電液體)的運輸，而無法實現(xiàn)較寬范圍的液體體系(包括導電液體和絕緣液體)的定向運輸，并且不能靈活地控制液滴運輸?shù)乃俣龋@些都極大地限制了液滴運輸?shù)膽冒l(fā)展。

目前，實現(xiàn)液滴定向運輸?shù)尿?qū)動方式主要有兩種，一種是利用不對稱化學成分或物理結(jié)構(gòu)產(chǎn)生潤濕梯度的被動驅(qū)動，另外一種是在外部刺激如光、電場或磁場等作用下產(chǎn)生的主動驅(qū)動。其中，被動驅(qū)動是依靠表面的各向異性潤濕性，主要是不對稱化學成分或物理結(jié)構(gòu)造成的表面潤濕性的差異，即液滴兩側(cè)的接觸角差異，實現(xiàn)液滴的定向運輸，這種被動驅(qū)動無法靈活地控制液滴的運輸速度。主動驅(qū)動通過外部刺激如光、電場或磁場等產(chǎn)生的潤濕性梯度實現(xiàn)液滴的定向運輸。目前的主動驅(qū)動方式一般只能進行單一種類液體驅(qū)動，無法同時實現(xiàn)導電液體和絕緣液體的定向運輸。因此，迫切需要研發(fā)出一種可靈活操控速度，同時可實現(xiàn)導電液體和絕緣液體等寬液體材料體系的定向運輸方法或裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種液滴定向運輸裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋導電液體和絕緣液體的寬液體材料體系的定向運輸。

第一方面，本發(fā)明的一個實施例提供了一種液滴定向運輸裝置，包括：

絕緣基底；

叉指電極，設于所述絕緣基底上；所述叉指電極包括第一電極和第二電極，所述第一電極具有至少兩個第一指部，所述第二電極具有至少一個第二指部；所述第一指部和所述第二指部間隔交錯排布，且相鄰的所述第一指部和所述第二指部之間的距離逐漸改變；

電介質(zhì)層，覆設于所述叉指電極上。

本發(fā)明實施例的液滴定向運輸裝置至少具有如下有益效果：該液滴定向運輸裝置通過在絕緣基底和電介質(zhì)層之間設置叉指電極，叉指電極上第一電極的第一指部與第二電極的第二指部間隔交錯排布，且相鄰的第一指部和第二指部之間的距離逐漸改變，采用以上叉指電極，通過電源組件向第一電極和第二電極通電時，可產(chǎn)生電場強度梯度，從而引起潤濕性梯度，相鄰的第一指部和第二指部之間的距離越小，對應區(qū)域的電場強度越高，進而其附近區(qū)域的潤濕性也更高，這種潤濕性的差異會使液滴向?qū)嬷鸽姌O上相鄰第一指部和第二指部間距小的方向移動，從而可實現(xiàn)定向運輸。此外，通過調(diào)節(jié)電源組件的驅(qū)動波形的頻率，可實現(xiàn)導電液體和絕緣液體驅(qū)動的變換；而調(diào)節(jié)外加電壓的幅值大小可靈活調(diào)控液體的運輸速度。

由上，該液滴定向運輸裝置通過以上叉指電極的設置以引入電場致潤濕性梯度，可通過電源組件驅(qū)動波形頻率的調(diào)控實現(xiàn)覆蓋導電液體和絕緣液體的寬范圍液體材料體系的定向輸運；并且通過外場非接觸的操控方式，液滴的運輸速度可以通過施加電壓的幅值加以靈活控制，對液滴體積的依賴性不高；且該裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝控制難度和成本較低，易于推廣應用。