[發明專利]一種引發液滴定向自彈跳的薄膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010499858.2
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111604018B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 王萌;王寧;仇明俠;楊煥;何鐵鋒;張良靜;江陽光
• 申請（專利權）人: 深圳技術大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01L3/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱

本發明公開了一種引發液滴定向自彈跳的薄膜及其制備方法與應用，其中，所述引發液滴定向自彈跳的薄膜包括：多個陣列排布的三維結構單元；其中，所述三維結構單元的表面輪廓形狀為預設圖案；所述預設圖案關于垂直于預設液滴彈跳方向的直線不對稱；所述三維結構單元的表面為疏水表面。本發明中所述三維結構單元的表面輪廓形狀為關于垂直于預設液滴彈跳方向的直線不對稱的圖案，會對滴落的液滴產生不對稱的拉普拉斯壓強，從而使液滴形成預定向運動的速度，同時結合所述三維結構單元的疏水表面，實現液滴的定向遠距離彈跳運輸。

技術領域

本發明涉及液滴驅動領域，尤其涉及一種引發液滴定向自彈跳的薄膜及其制備方法與應用。

背景技術

近年來，對于能夠定向驅動液滴的材料的研究越來越多，大部分都是在外場的作用下定向驅動，比如電場、磁場等。自發驅動液滴的表面，是指液滴能夠不依靠外力實現液滴進行定向運動的表面。具體地，表面張力可以用來克服重力作為引導液滴運動的工具，例如，化學梯度已經被用來驅動水滴上坡，但是具有典型的低速度特征。到目前為止，現有的定向驅動液滴的材料制備方法存在加工過程復雜，分辨率低，難以大面積制造，以及液滴的運輸距離有限等問題。現有的材料難以實現液滴的定向彈跳運輸以及存在定向彈跳距離有限的技術問題。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種引發液滴定向自彈跳的薄膜及其制備方法與應用，旨在解決現有材料難以實現液滴的定向彈跳運輸的問題。

一種引發液滴定向自彈跳的薄膜，其中，包括：多個陣列排布的三維結構單元；

所述三維結構單元的表面輪廓形狀為預設圖案；

所述預設圖案關于垂直于預設液滴彈跳方向的直線不對稱；

所述三維結構單元的表面為疏水表面。

所述的引發液滴定向自彈跳的薄膜，其中，所述預設圖案包括梯形、三角形、扇形、月牙形、五邊形中的一種或多種。

所述的引發液滴定向自彈跳的薄膜，其中，所述的三角形為等腰三角形。

所述的引發液滴定向自彈跳的薄膜，其中，所述等腰三角形的頂角夾角為15-60°。

所述的引發液滴定向自彈跳的薄膜，其中，所述疏水表面為具有微米級凹凸結構的表面。

一種引發液滴定向自彈跳的薄膜的制備方法，其中，包括：

提供薄膜板；

對所述薄膜板的表面進行激光掃描處理，在所述薄膜板上形成疏水表面，得到疏水薄膜板；

將疏水薄膜板采用飛秒激光技術加工出陣列排布的多個如上所述三維結構單元，得到引發液滴定向自彈跳的薄膜。

所述的引發液滴定向自彈跳的薄膜的制備方法，其中，所述薄膜板為金屬薄膜板、硅薄膜板中的一種。

所述的引發液滴定向自彈跳的薄膜的制備方法，其中，所述提供薄膜板，還包括：

將薄膜板進行拋光處理；

將拋光處理后的薄膜板進行洗滌和干燥。

所述的引發液滴定向自彈跳的薄膜的制備方法，其中，所述飛秒激光技術中的振鏡掃描速度為0.1mm/s-30m/s。

一種如上所述的引發液滴定向自彈跳的薄膜在制備微化學反應器中的應用。

有益效果：本發明中所述三維結構單元的表面輪廓形狀為關于垂直于預設液滴彈跳方向的直線不對稱的圖案，會對滴落的液滴產生不對稱的拉普拉斯壓強，從而產生一個定向彈跳運動的速度，同時結合所述三維結構單元的疏水表面，實現液滴的定向遠距離彈跳運輸。