[發(fā)明專利]一種光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011553893.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112718028B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜學(xué)敏;劉美金;王芳;劉聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;B01J19/12
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 李玉娜

1.一種光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，包括鐵電材料或鐵電基復(fù)合材料的基層，所述基層為先后經(jīng)過(guò)極化處理和疏液處理的基層；

所述鐵電基復(fù)合材料為包括所述鐵電材料作為基體的復(fù)合材料；

所述極化處理為使鐵電材料偶極子有序排列的處理；

所述疏液處理的方式包括表面微納結(jié)構(gòu)構(gòu)筑、表面低表面能分子修飾、液體灌注中的至少一種；

經(jīng)過(guò)疏液處理的鐵電材料在光照下產(chǎn)生瞬態(tài)電荷，進(jìn)而在材料表面形成電荷梯度驅(qū)動(dòng)液滴運(yùn)動(dòng)；

所述經(jīng)過(guò)極化處理的基層的壓電系數(shù)不低于相同條件下未經(jīng)過(guò)極化處理的基層的壓電系數(shù)的80%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述鐵電材料包括鐵電聚合物、無(wú)機(jī)鐵電材料中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述鐵電聚合物包括聚偏氟乙烯及其共聚物、碳原子數(shù)為奇數(shù)的尼龍、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚亞乙烯基二氰、聚脲、聚苯基氰基醚、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、鐵電液晶中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述聚偏氟乙烯及其共聚物包括聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯共聚物。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)鐵電材料包括鈦酸鉛、鈦酸鋇、鈮酸鉀、鈮酸鋰、鉭酸鋰、鈦酸鉍、鉍層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電體、鎢青銅型鐵電體、鐵酸鉍、磷酸二氫鉀、硫酸三甘酸氨、羅息鹽、鈣鈦礦型有機(jī)金屬鹵化物鐵電體中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述鐵電基復(fù)合材料還包括非鐵電材料，所述非鐵電材料包括光熱材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述光熱材料包括金納米棒、金納米殼、金納米籠、空心金納米球、鈀納米片、鈀@銀、鈀@二氧化硅、碳納米管、石墨烯、還原氧化石墨烯、炭黑、黑磷、硫化銅、吲哚菁綠、聚苯胺、釕酸鍶、以及上述物質(zhì)經(jīng)過(guò)各種化學(xué)修飾后的產(chǎn)物中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述鐵電材料與非鐵電材料的質(zhì)量比為100：0-70：30（不包括100：0）。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述極化處理的方式包括以力、電、磁、輻照的外場(chǎng)作用使鐵電材料偶極子有序排列的處理方式。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述經(jīng)過(guò)極化處理的基層的壓電系數(shù)d₃₃大于等于10 pC/N。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述經(jīng)過(guò)極化處理的基層的壓電系數(shù)d₃₃大于等于15 pC/N。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述經(jīng)過(guò)極化處理的基層的壓電系數(shù)d₃₃大于等于20 pC/N。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述經(jīng)過(guò)疏液處理的基層對(duì)水的靜態(tài)接觸角為70°-170°，對(duì)水的動(dòng)態(tài)接觸角為0°-10°。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述微納結(jié)構(gòu)構(gòu)筑包括通過(guò)模板覆型、3D打印。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光操控液滴運(yùn)動(dòng)材料，其特征在于，所述微納結(jié)構(gòu)包括金字塔結(jié)構(gòu)、橫截面為圓形、方形以及多邊形的微柱結(jié)構(gòu)和微孔結(jié)構(gòu)中的至少一種。