微液滴的表面張力驅(qū)動(dòng)及其自運(yùn)動(dòng)行為研究.pdf

1、近年來，微流體的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)引起了越來越多人的注意。表面張力驅(qū)動(dòng)是微流體器件中流體驅(qū)動(dòng)的一種重要方式，其實(shí)現(xiàn)依賴于潤濕性表面的可控性。本文利用自組裝單分子膜的光響應(yīng)性，通過真空紫外光照，制備了能使液滴自發(fā)運(yùn)動(dòng)的梯度表面能表面，進(jìn)而研究了不同液滴在各種梯度表面上的運(yùn)動(dòng)情況。同時(shí)還研究了氧化鋅薄膜表面的潤濕性可逆轉(zhuǎn)變特性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：
　　 (1)隨著光照時(shí)間的增加，自組裝單分子膜的刻蝕作用逐漸增強(qiáng)，從而導(dǎo)致接觸角逐漸減小，表面能逐

2、漸增大。利用這一特性，通過對十七氟癸基三甲氧基硅烷單分子膜(FAS-SAM)進(jìn)行連續(xù)光照，制備出了梯度表面能表面。
　　 (2)液滴在梯度表面能表面可以由低表面能區(qū)域向高表面能區(qū)域運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)過程可分為加速階段和減速階段。對于體積為2μl的水滴，在上述梯度表面能表面上的接觸角在4.23mm的距離內(nèi)變化了約39°，由55.82°減小到了16.74°，其最大運(yùn)動(dòng)速度約為23.28mm/s。
　　 (3)液滴的運(yùn)動(dòng)速度與液滴的

3、體積成正比，與擋板的運(yùn)動(dòng)速度成反比，即液滴體積越大，擋板速度越小，液滴運(yùn)動(dòng)速度越快。此外，水滴在水平梯度表面上的運(yùn)動(dòng)速度要高于傾斜梯度表面上的運(yùn)動(dòng)速度，而且水滴的運(yùn)動(dòng)速度要大于相同體積的甲酰胺和二甘醇液滴在同一梯度表面上的運(yùn)動(dòng)速度。
　　 (4)改變光照距離同樣也可以制備出梯度表面能表面。液滴在該種梯度表面的運(yùn)動(dòng)情況與改變光照時(shí)間得到的梯度表面上的運(yùn)動(dòng)情況相似。
　　 (5)通過真空紫外光照十八烷基三甲氧基硅烷單分子膜(