淺析電潤濕

1、淺析電潤濕淺析電潤濕林奕宏19920111152761（廈門大學(xué)非硅微納研究所，物理與機(jī)電學(xué)院，福建廈門361005）摘要：摘要：本文介紹了電潤濕的研究背景及最新研究進(jìn)展，討論了電潤濕在微電子、生物醫(yī)學(xué)、顯示器等領(lǐng)域的應(yīng)用及在各領(lǐng)域的發(fā)展情況。整理了電潤濕在發(fā)展過程中遇到的一些困難，介紹了接觸角飽和、衛(wèi)星滴、接觸角滯后等問題。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：電潤濕；芯片實(shí)驗(yàn)室；顯示；接觸角；AnreviewonElectrowettingAbstrac

2、t：wehavestudiedthebackgroundofElectrowettingitslatestprogress.Theapplicationsinmicroelectronicsbiotechnologydisplaywerealsoberesearchedinthisarticle.TheobstacleofElectrowettinginitsdevelopingsuchasthecontactanglesaturati

3、onsatellitestheContactAngleHysteresiswerepresented.FinallywemadeanoutlookofElectrowetting.Keywds：Electrowetting；LabOnChipDisplayContactangle一一引言引言隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類越來越意識到小型化技術(shù)的重要性，小型化已經(jīng)成為過去幾十年及將來數(shù)百年人類技術(shù)的發(fā)展趨勢。減小尺寸不僅帶來集成化和自動(dòng)化的

4、便利，還帶來了更高效、更高精度的應(yīng)用前景。從最初的微電子工業(yè)發(fā)展而來的微流體技術(shù)已經(jīng)滲透到許許多多現(xiàn)代機(jī)械領(lǐng)域。其中最著名的微流體例子就是芯片實(shí)驗(yàn)室（LabOnChip）系統(tǒng)，該系統(tǒng)被用于醫(yī)學(xué)DNA檢測、蛋白質(zhì)分析及一些其他生物診斷[1]。過去大部分的LabOnChip技術(shù)都是基于在硅片或者玻璃上刻蝕形成流道來控制液體或者通過從硬質(zhì)模板上壓印得到流道。最近，對獨(dú)立的液滴進(jìn)行操控技術(shù)也得到了廣泛關(guān)注。[25]小型化帶來的最大影響是物體的表

5、面積與體積之比增大，由此，如何控制液體表面能就成為液滴控制的重要挑戰(zhàn)。在微米級別上，毛細(xì)管力將成為主導(dǎo)力之一，所以，控制表面能才成為重中之重。[68]材料表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也引起了研究人員的廣泛關(guān)注，這兩種手段能夠更準(zhǔn)確更均勻的控制液滴的平衡狀態(tài)時(shí)的形貌，局部的可潤濕性和基板的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)共同決定了液滴的邊界條件，從而使液滴形成最佳形貌，這種最佳形貌由液滴表面能最有利分布來決定。[910]圖2基于電潤濕的液滴混合裝置隨后，2003年P(guān)

6、hilPaik等人在之前的研究基礎(chǔ)上對融合時(shí)間做了詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)液滴高徑比為0.4時(shí)能夠得到最快的混合時(shí)間，他們利用四個(gè)電極成功的將融合時(shí)間縮短為4.6秒（高徑比為0.4），大大縮短了融合時(shí)間，如圖3為高徑比對混合時(shí)間的影響。圖3高徑比對混合時(shí)間的影響PhilPaik在文章中提到，上圖中的0.2值正好也是液滴能夠分裂的閾值，隨后他又提出一種極具想象力的融合方式，即分裂再融合（splitmerge）。這種融合方式不僅進(jìn)一步縮短了融合時(shí)間