[发明专利]一种空间水基液滴定位基片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间液滴蒸发实验所需基底材料的表面改性，具体涉及一种空间水基液滴定位基片及其制备方法。

背景技术

智能材料是20世纪90年代迅速发展起来的一类新型复合材料，它自发展以来取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人关注。固体表面浸润物理性质结构变化的材料是一种重要的智能材料。固体表面浸润性质是指液体对固体的浸润性，这种性质分为亲水性和疏水性，若固体材料表面浸润角大于65°说明此材料表面为疏水的；反之浸润角小于65°说明此材料表面为亲水的。较为常见的亲水表面有玻璃、金属等；疏水/亲油的表面有蓝宝石、聚烯烃、硅等；疏水/亲油的表面有聚四氟乙烯等。一般地，材料的表面亲疏水性质是单一的，固体表面浸润物理性质结构变化的材料则是通过对某种特定材料进行表面亲疏水改性，在其表面形成一种亲疏水交替的特殊表面结构薄膜，这种改性后的表面有着特殊的浸润性，而不是单一的亲水或者疏水。例如：化学组成梯度表面是最早发展起来的一种表面梯度材料，利用扩散控制气相沉积的方法，用硅烷化试剂在平滑硅基底上修饰密度呈现梯度变化的疏水烷基单层膜，表现出浸润性程梯度变化，在这一表面上可以观察到表面张力驱动的液滴自发移动。

液滴干燥沉积有着广泛的应用，例如：DNA/RAN微排列、DNA的“光学”基因定位、喷墨印刷、应用于光子学和其他领用的胶体晶体的制备、胶体自组装、高通量药物发现、化学侦检、图形化聚合物沉积、纳米颗粒和纳米管沉积、组合化学和细菌沉积。完成这些应用其中重要的一步是液滴在基材表面进行蒸发沉积。而对基材表面浸润性的修饰会控制液滴蒸发过程的浸润角、液滴体积，从而改变液滴蒸发过程中的一些物理性质，进而影响其应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是，为液滴蒸发实验提供一种空间水基液滴定位基片，即一种新型的亲疏水区域交替的基底材料。交替区域为疏水-亲水-疏水交替形式，这样使得蒸发液滴实验中液滴滴落在中间亲水区域，周边疏水区域进行液滴边界限制；在亲水区域内，液滴体积可调节，由于液滴基底形态固定，体积的改变又会带来液滴高度的变化。

为了解决上述问题，本发明提供一种空间水基液滴定位基片，所述基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；所述亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，所述疏水区将所述亲水区包围，起到限制水基液滴的作用。

进一步，所述定位基片为二层，分别为亲水基底和覆盖在所述亲水基底上的疏水膜，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水基底；所述亲水区为所述亲水基底露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域。

进一步，所述定位基片为二层，分别为疏水基底和覆盖在所述疏水基底上的亲水膜，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水基底；所述疏水区为所述疏水基底露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域。

进一步，所述定位基片为三层，从上至下依次为疏水膜、亲水膜、基底；所述亲水膜完全覆盖所述基底，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水膜；所述亲水区为所述亲水膜露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。

进一步，所述定位基片为三层，从上至下依次为亲水膜、疏水膜、基底；所述疏水膜完全覆盖所述基底，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水膜；所述疏水区为所述疏水膜露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。

本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：

(a)在亲水基底上通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域；

(b)涂覆疏水膜；

(c)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。

本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：

(a)在疏水基底上通过模板掩盖周边所需疏水区域，露出中间所需亲水区域；

(b)涂覆亲水膜；

(c)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。

本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：

(a)在任意亲水或疏水性质的基底上整体涂覆亲水膜；

(b)然后通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域；

(c)涂覆疏水膜；

(d)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。

本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：

(a)在任意亲水或疏水性质的基底上整体涂覆疏水膜；