[發(fā)明專利]液滴操控方法

有效

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• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN115007227B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 鄭懷;劉曉峰;唐飛然;周文豪
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅敏清

本發(fā)明提供一種液滴操控方法，包括：取操作所需的膜，在膜的上面設置液體和引導物，在所述膜的下面設置與引導物配合的移動裝置；將待操控液滴完全浸沒在所述液體中；通過移動裝置控制引導物運動以改變膜的形貌；膜的形貌改變帶動其上的待操控液滴部分露出于液體外或待操控液滴依然完全浸沒在液體中；當待操控液滴部分露出于液體外，利用引導物和待操控液滴之間的毛細作用力，驅動待操控液滴靠近引導物；當待操控液滴依然完全浸沒在液體中，引導物和待操控液滴之間的毛細作用力消失，使待操控液滴脫離引導物的控制。本發(fā)明無需外界能量輸入，利用毛細作用力實現液滴的操控，降低了液滴操控的制造成本，提高了控制靈活度，保護液滴不受污染。

技術領域

本發(fā)明屬于液滴操控的技術領域，具體涉及一種基于毛細作用力的液滴操控方法。

背景技術

液滴操控技術在化學合成、生物檢測、工業(yè)制造和環(huán)境保護等方面十分重要，如化學反應的精確控制、病毒富集檢測、3D打印制造和油水分離，都可以通過液滴操控技術實現。

現有的液滴操控技術大多采用微通道、仿生結構、功能表面和外界刺激等方式。其中，微通道技術成本高且易堵塞，仿生結構技術的操控靈活性較差，功能表面易受污染而失效，外界刺激通過引入光場、電場、聲波、磁場和熱場來控制液滴，這些方法不僅需要能量輸入還對液滴產生影響，如加速液滴的蒸發(fā)和引入污染物。

綜上所述，降低制造成本、提高液滴控制的靈活性以及減少污染在液滴操控技術上有待改進和發(fā)展。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對現有技術的不足之處，提供一種液滴操控方法，該方法控制靈活，制造成本低，且能保護液滴不受污染。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種液滴操控方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：取操作所需的膜，在膜的上面設置液體和引導物，其中，引導物的底部浸入在液體中，在所述膜的下面設置與引導物配合的移動裝置；

S2：將待操控液滴完全浸沒在所述液體中，其中，液體的密度比待操控液滴小且兩者互不相溶；

S3：通過移動裝置控制引導物運動以改變膜的形貌；

S4：膜的形貌改變帶動其上的待操控液滴部分露出于液體外或待操控液滴依然完全浸沒在液體中；

S5：當待操控液滴部分露出于液體外，調整引導物和待操控液滴之間的距離，利用引導物和待操控液滴之間的毛細作用力，驅動待操控液滴靠近引導物；

當待操控液滴依然完全浸沒在液體中，引導物和待操控液滴之間的毛細作用力消失，調整引導物和待操控液滴之間的距離，使待操控液滴脫離引導物的控制。

優(yōu)選的，在所述移動裝置和所述引導物上分別對應設置磁鐵，所述移動裝置利用磁力控制所述引導物運動，所述移動裝置和所述引導物在運動過程改變所述膜的形貌。

優(yōu)選的，步驟S3中，膜的形貌包括平坦、凹陷和凸起三種狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述膜包含但不限于聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜，所述膜的厚度為100-1000μm。

優(yōu)選的，所述引導物由光敏樹脂、聚乳酸或ABS塑料支撐，引導物的形狀包含但不限于立方體、長方體和圓柱體。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種新的液滴操控方法，以液體為操控環(huán)境，既可以保護待操控液滴，又可以為毛細作用力的產生提供界面條件；以形貌可變的膜為基底可靈活地調控液滴的浸沒狀態(tài)，通過移動裝置和引導物為可編程液滴操控、非接觸式液滴操控提供條件；本發(fā)明無需外界能量輸入，通過充分利用毛細作用力實現液滴的操控，降低了液滴操控的制造成本，提高了控制靈活度，此外將液滴浸沒在液體中還能保護液滴不受污染。

附圖說明