自組裝單分子膜上實現(xiàn)微液滴的自發(fā)運動.pdf

1、隨著微機電系統(tǒng)MEMs(特別是微流體系統(tǒng))的迅猛發(fā)展及其應用領域的不斷擴大，梯度表面能材料及表面張力驅動的相關研究已引起了越來越多人的重視。本文制備了單層及雙層自紐裝單分子膜梯度表面能表面，研究微液滴在這些梯度表面上的自運動行為，探討不同因素對梯度表面上液滴運動的影響，同時分析了微液滴表面張力驅動機制。結果如下：
　　(1)利用硅烷類十八烷基三甲氧基硅烷(ODS)、十六烷基三甲氧基硅烷(HDS)和3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS

2、)以及氟硅烷類十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)的光響應性，通過控制光照時間，成功制備出單層ODS-SAMs、HDS-SAMs、APTS-SAMs和雙層ODS-FAS-SAMs、ODS-HDS-SAMs和HDS-ODS-SAMs梯度表面能表面，并實現(xiàn)了液滴在梯度表面能表面上從低能區(qū)向高能區(qū)的自驅動。
　　(2)在三種單層SAMs梯度表面能表面上，HDS-SAMs梯度表面上液滴的運動距離最長，但是運動過程的持續(xù)時間最短；而液滴在APT

3、S-SAMs梯度表面上的運動距離最短，但持續(xù)時間最長。在一定范圍內，擋板間隙越大，液滴的運動速度越快，運動距離越大。這表明，通過控制不同參數(shù)，單層SAMs梯度表面能表面可以適用于不同的場合。
　　(3)與單層的梯度表面相比，雙層梯度表面能表面的梯度變化要小得多。因此，單層的FAS梯度表面上液滴的運動平均速度可以達到20.49mm/s，運動距離為8mm，而在雙層的ODS-FAS-SAMs表面上水滴的平均運動速度僅為1.796mm/s

4、，運動距離也只有4.36mm。
　　(4)當在ODS-SAMs表面上經FAS-SAMs修飾后，水滴的最大運動速度分別為5.5mm/s，運動的最大距離分別為4.7mm；而經HDS-SAMs修飾后，水滴的最大運動速度為0.29mm/s，運動的最大距離也僅有2.7mm。這說明，在同一種SAMs表面上修飾另外一種SAMs后，會帶來不同的液滴白運動行為。另外，不同的SAMs膜修飾順序，也會使液滴的自運動行為存在差異。
　　(5)通過研