[发明专利]流体处理装置及其制备方法

权利要求书

1.一种流体处理装置，其特征在于包括：

具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面的第一区域内；

流体阻挡部，具有与所述基体的第一表面相对设置的第二表面，用于阻止待处理流体直接进入所述第一流体通道的流体入口；

分布于所述基体的第一表面的第二区域内的、且彼此间隔的复数根竖直纳米线状体，所述基体的第一表面的第二区域环绕所述第一区域设置，所述纳米线状体的两端分别与所述基体的第一表面及所述流体阻挡部的第二表面固定连接，其中相邻纳米线状体之间的距离大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，从而使所述复数根纳米线状体、流体阻挡部与基体之间配合形成第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。

2.根据权利要求1所述的流体处理装置，其特征在于：所述基体的第一表面的第三区域内亦分布有彼此间隔设置的复数根纳米线状体，所述基体的第一表面的第三区域环绕所述第二区域设置。

3.根据权利要求1或2所述的流体处理装置，其特征在于：所述竖直纳米线状体原位生长于所述基体的第一表面。

4.根据权利要求1或2所述的流体处理装置，其特征在于：所述纳米线状体包括纳米线、纳米柱、纳米管中的任意一种；和/或，所述的复数根纳米线状体均匀分布或非均匀分布在所述基体的第一表面上；和/或，所述纳米线状体的长径比为4：1～200000：1；和/或，相邻纳米线状体之间的距离与所述纳米线状体的长度的比值为1：4～1：200000；和/或，所述第一流体通道的流体入口具有规则或不规则形状，所述规则形状包括多边形、圆形或椭圆形。

5.根据权利要求4所述的流体处理装置，其特征在于：所述纳米线状体的直径为1nm～50μm，长度为50nm～200μm，相邻纳米线状体之间的距离为1nm～50μm；和/或，所述纳米线状体包括碳纳米管、硅纳米线、银纳米线、金纳米线、氧化锌纳米线、氮化镓纳米线中的任意一种。

6.根据权利要求2所述的流体处理装置，其特征在于：分布于所述基体的第一表面的第三区域的复数根纳米线状体排布形成具有超疏水或超疏油性能的阵列结构。

7.根据权利要求1所述的流体处理装置，其特征在于：所述流体处理装置还包括至少一个支撑体，所述支撑体一端与所述基体固定连接，另一端与所述流体阻挡部固定连接。

8.根据权利要求7所述的流体处理装置，其特征在于：所述流体处理装置包括两个以上所述的支撑体，并且该两个以上所述的支撑体对称分布于所述第一流体通道的流体入口周围。

9.根据权利要求1所述的流体处理装置，其特征在于：所述第一流体通道的流体入口上架设有一根以上支撑梁，所述支撑梁与所述流体阻挡部固定连接；和/或，所述第一流体通道的孔径为1μm～1mm；和/或，所述基体的厚度在1μm以上；和/或，所述流体阻挡部的厚度为0.5μm～200μm；和/或，所述纳米线状体表面还设置有功能材料层，所述功能材料层的材质包括光催化材料或抗菌材料；和/或，所述流体处理装置中的至少部分组件的至少局部为透明结构。

10.权利要求1-9中任一项所述流体处理装置的制备方法，其特征在于包括：

提供具有第一表面和与该第一表面相背对的第三表面的衬底；

在所述衬底的第一表面上生长形成彼此间隔的复数根竖直纳米线状体，其中相邻纳米线状体之间的距离大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径；

在所述衬底的第一表面上设置具有与所述衬底的第一表面相对设置的第二表面的流体阻挡部，并至少使分布在所述衬底的第一表面的第二区域内的复数根纳米线状体与所述流体阻挡部的第二表面固定连接；

对所述衬底的第三表面进行加工，形成贯穿所述衬底的第一流体通道，所述第一流体通道的流体入口分布于所述衬底的第一表面的第一区域内，所述衬底的第一表面的第二区域环绕所述第一区域设置，使分布在所述衬底的第一表面的第二区域内的复数根纳米线状体、流体阻挡部与衬底之间配合形成第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于包括：

在所述衬底的第一表面生长形成彼此间隔的复数根纳米线状体；

在所述衬底的第一表面涂布可溶性或可腐蚀的有机物和/或无机物，并使有机物和/或无机物填充所述复数根纳米线状体之间的间隙，形成牺牲层；

在所述牺牲层上设置第一光刻胶掩模，再对所述牺牲层进行刻蚀，至少使分布在所述衬底的第一表面的第二区域中的复数根纳米线状体顶部暴露出，之后除去所述第一光刻胶掩模；

在所述衬底的第一表面设置第二掩模，并使所述衬底第一表面上的、与所述流体阻挡部相对应的区域暴露出，之后沉积形成流体阻挡部，再除去所述第二掩模；

在所述衬底的第三表面上设置图形化的第三光刻胶掩模，再对所述衬底的第三表面进行刻蚀，直至露出填充在相邻纳米线状体之间的牺牲材料，从而在所述衬底的第三表面形成槽孔，所述槽孔所在位置与所述衬底的第一表面的第一区域相对应，所述衬底的第一表面的第二区域环绕所述第一区域设置，

除去所述第三光刻胶掩模及填充在所述复数根纳米线状体之间的牺牲材料，于所述衬底上形成所述第一流体通道。