[發明專利]一種具有超疏油親油圖案化表面的液滴鑷子

有效

• 申請號: 202110048312.X
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112894641B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 焦龍;吳藝瀟;童姜毅;劉帥;徐璋;鐘英杰;胡艷軍;斯超
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B25B9/02
• 分類號: B25B9/02;C09D183/08;C09D7/61
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種具有超疏油親油圖案化表面的液滴鑷子，該液滴鑷子包括：兩個鑷臂，均包括連接段和平行段，兩連接段的一端相連，另一端張開呈角度設置，并分別連接兩平行設置的平行段；兩個超疏油板，相對地轉動連接在兩個鑷臂平行段端部的內側，以使兩個超疏油板的連接角可調；所述超疏油板包括玻璃基底以及覆蓋所述玻璃基底上的超疏油涂層，所述超疏油涂層上刻蝕線條狀親油圖案。本發明公開的液滴鑷子可以完成對多種液滴的捕獲、移動和釋放，結構簡單，操作方便，易于控制。

技術領域

本發明涉及液滴控制技術領域，具體涉及一種具有超疏油親油圖案化表面的液滴鑷子。

背景技術

液滴操控技術是指通過操控固體表面上的液滴實現樣品分析或檢測等功能的新技術，其具有試劑消耗量低、集成性好、傳質效率高、無交叉污染等優點，在環境監測、生命科學、精細化工等領域具有廣闊的應用前景。目前，液滴操控技術主要包括外部激勵法、可拉伸柔性表面法、基于超浸潤表面(如超疏水表面、超疏油表面等)的液滴操控方法。其中，基于超疏油表面的液滴操控方法有望實現各種液滴(包括具有較低表面張力系數的有機試劑)的無損、精確操控，得到了學者們的廣泛關注。

外部激勵法是指通過電濕潤(電場致非平衡表面張力)、磁場等外部激勵方式調節液滴的表面張力和拉普拉斯(Laplace)壓力，完成液滴捕獲、移動或釋放等。

專利號為CN106824317A的中國專利公開了一種利用微電磁棒操控液滴的方法，所述方法基于磁力、表面張力和重力的競爭，以經過超疏水表面處理的微電磁棒和基片為平臺，通過開關微電磁棒實現對含磁珠液滴在超疏水基片表面的吸、放操作，同時結合電磁棒的位移或者液滴座落平臺的位移，完成對含磁珠液滴的輸運、融合、混合操作以及完成含磁珠液滴中固相磁珠與液相的分離操控。但是，外部激勵系統即微電磁棒較為復雜，并且電場、磁場等的引入會影響試劑性質或反應條件，進而導致系統的失效。

可拉伸柔性表面也被應用于液滴操控：拉伸導致的材料結構變形可以改變液滴粘附力，進而完成液滴捕獲、移動或釋放等，專利號為CN105085952A的中國專利公開了一種可拉伸的柔性超疏液薄膜及制備方法與液滴無損轉移方法，制備方法包括：對具有倒懸微納結構的模板進行氟化修飾并澆筑可固化彈性材料；將可固化彈性材料從原始模板上剝離，得到具有與倒懸微納結構相對應的微納結構的中間體；在中間體上旋涂塑料乳液；將旋涂的塑料乳液固化；將固化的薄膜剝離，進行氟化修飾，得到可拉伸的柔性超疏液薄膜。可以通過對表面的拉伸、彎曲等操作改變局部的固液接觸面積和曲率，調節表面對液滴的粘附力，實現液滴的轉移。但是，可拉伸柔性表面的加工較為復雜，并且拉伸回縮過程容易造成材料結構的損壞。

目前，液滴控制技術依然面臨著激勵系統復雜、成本昂貴、功能易失效等問題；此外，已有研究工作缺乏針對多種多樣的實際試劑如具有低表面張力系數的醇類、烷類或其它有機試劑的研究。

因此，研究一種可以廣泛應用于各種液滴、精確、高效、易于實際應用的基于超疏油表面的液滴操控方法是極為迫切的。

發明內容

本發明提供一種具有適用于多種液滴的、高效的超疏油親油圖案化表面的液滴鑷子。

一種具有超疏油親油圖案化表面的液滴鑷子，包括：

兩個鑷臂，包括后部相互連接的連接段，前部的平行段；所述的平行段的前部內側相對設置轉動連接的超疏油板；

所述超疏油板包括玻璃基底以及覆蓋在玻璃基底上的超疏油涂層，所述超疏油涂層上刻蝕線條狀親油圖案。

本發明的液滴鑷子，通過調整鑷臂的張開角度以及超疏油板的轉動角，同時利用親油線狀圖案的潤濕性各向異性，改變液滴所受粘附力的大小和方向，既能實現液滴的捕獲，又能實現液滴的釋放。當液滴重力方向與親油線狀圖案的方向垂直時，親油線狀圖案對液滴的粘附力較大，液滴附著于所述的超疏油板上，當液滴重力方向與親油線狀圖案的方向平行時，親油線狀圖案對液滴的粘附力較小，液滴滑動、釋放。