[发明专利]利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的系统与方法

权利要求书

1.一种利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的系统，其特征在于：包括对微纳米颗粒的速度大小进行调控的函数发生器和实现微纳米颗粒的定向输运的叉指电极，所述函数发生器的两个输出端分别与所述叉指电极的两端连接，所述函数发生器向所述叉指电极输出电压和频率可调的交流电，所述微纳米颗粒为SiO₂-Ti Janus球。

2.根据权利要求1所述的利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的系统，其特征在于：所述叉指电极为直角电极、倾斜电极、蚊香型电极中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的系统，其特征在于：所述叉指电极的叉指宽度为5-50 μm，叉指间隙为5-100 μm。

4.一种利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备叉指电极，确定微纳米颗粒定向输运的方向，所述微纳米颗粒为SiO₂-Ti Janus球；

S2、在制备好的叉指电极的两端连接上函数发生器；

S3、所述函数发生器向所述叉指电极施加电压和频率可调的交流电，通过调节施加在所述叉指电极上的交流电的电压和频率对微纳米颗粒的速度大小进行调控，从而实现微纳米颗粒的定向输送。

5.根据权利要求4所述的利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤S1包括以下子步骤：

S11、设计叉指电极的形状并制备掩膜板；

S12、在基底上依次进行洗片、匀胶、前烘、曝光、后烘和显影，即可在基底上获得需要的电极图形；

S13、通过电子束蒸镀的方法，在基底上沉积一定厚度的导电层；

S14、去除基底上的光刻胶，得到特定尺寸和形状的叉指电极。

6.根据权利要求5所述的利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的方法，其特征在于：在步骤S11中，设计叉指电极的形状为直角电极、倾斜电极、蚊香电极中的任意一种。

7.根据权利要求4所述的利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的方法，其特征在于，在步骤S3中，微纳米颗粒的定向输送过程为：利用流体在所述叉指电极上的特殊流动状态，将微纳米颗粒输运到叉指电极的中线；随后，由于微纳米颗粒在交流电场下特殊的表面电动力学效应，微纳米颗粒运动起来，并定向地运动至叉指电极根部。

8.根据权利要求4所述的利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的方法，其特征在于：在步骤S3中，所述函数发生器向所述叉指电极施加的频率范围在1 kHz到100 kHz之间。

9.根据权利要求4所述的利用交流电场驱动及定向输运微纳米颗粒的方法，其特征在于：在步骤S3中，所述函数发生器向所述叉指电极施加的频率为10 kHz。