[发明专利]一种长条形液体弹珠的制备方法

说明书

本发明公开了一种长条形液体弹珠的制备方法，属于液滴形态调控技术领域，包括以下步骤：利用普通微/纳米疏水颗粒制备出正常形态的液体弹珠，然后将液体弹珠转移到柔性超疏水基底上，再从液体弹珠中抽水，增加其表面颗粒密度，使表面产生褶皱。将抽水后的液体弹珠在柔性超疏水基底上单向或来回滚动，滚动过程中压力的作用会使褶皱被撑平，弹珠内部流体会垂直于滚动方向流动，最终形成长条状的液体弹珠。本发明打破了液体弹珠形状上的局限性，拓展了液体弹珠的研究和应用空间。

技术领域

本发明属于液滴形态调控技术领域，具体地说，涉及一种长条形液体弹珠的制备方法。

背景技术

液体弹珠最初是由Aussillous和Quere在2001年报道的。他们发现当把少量的液滴滴到疏水粉末上并令其滚动时，颗粒会自然的包裹住液滴，形成液体弹珠。液体弹珠不但可以像弹性球一样在亲水表面滚动而不将其润湿，还可以漂浮在水面上，这是因为表面颗粒的阻隔作用避免了液滴与基底直接接触。随着研究的深入，人们发现液体弹珠可以作为微容器用于气体传感、化学分析、材料合成、细胞培养等，通过改变液体弹珠外部粉末和内部液体，还可以使液体弹珠获得磁性、电润湿性、化学刺激响应性等多种潜在应用价值的性能。然而，传统的液体弹珠近似成球状，作为微容器来使用时有一定的局限性。

发明内容

本发明提出了一种长条形液体弹珠的制备方法。该方法利用普通微纳米疏水颗粒制备出正常形态的液体弹珠，然后将其转移到柔性超疏水基底，再从液体弹珠中抽水，使其表面产生褶皱，增加液体弹珠表面颗粒密度。令抽水后的液体弹珠在柔性基底上单向或来回滚动，滚动过程中压力的作用及液体的流动使弹珠表面褶皱被撑平，弹珠长度逐渐增加。静止后，液体弹珠呈现出稳定的长条形形状。

其技术方案如下：

一种长条形液体弹珠的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、柔性超疏水基底的制备：取合适尺寸的轻薄铝片，使其与浓盐酸反应，反应后使用正十二硫醇和十四酸混合液对其表面进行修饰，干燥后制得柔性超疏水基底。

步骤2、液体弹珠的制备：将疏水粉末铺于柔性超疏水基底上，用注射器将液滴滴到粉末上，然后晃动基底，使液滴在粉末上来回滚动，这个过程中粉末中的颗粒会包裹在液滴表面，形成液体弹珠。

步骤3、将液体弹珠转移到另一个没有粉末的柔性超疏水基底上，利用注射器从液体弹珠中抽水，使液滴表面颗粒密度增加，产生褶皱；

步骤4、单向或来回滚动抽水后的液体弹珠使其伸长，直至其达到最大长度，制得长条形液体弹珠。

进一步，步骤1中，所用浓盐酸的质量分数为10％-20％。

进一步，步骤1中，所用铝片的尺寸大于20cm*12cm，厚度小于0.6mm。

进一步，步骤1中，所用正十二硫醇和十四酸均为15mmol/L。

进一步，步骤2中，液滴的类型可以为纯水，水溶液(包括以水为溶剂的盐溶液，胶体溶液，细胞培养液等)，甘油及甘油溶液等。

进一步，步骤2中，粉末中的颗粒可以为聚四氟乙烯或烷基化二氧化硅等各种疏水颗粒，颗粒粒径在10nm-50um之间。

进一步，步骤2具体为：将聚四氟乙烯粉末或烷基化疏水二氧化粉末铺在柔性超疏水基底上，用微量进样器将100ul-1000ul的液体注到粉末上，然后晃动基底，液滴在粉末上来回滚动使疏水颗粒均匀包裹在液滴表面，形成液体弹珠。

步骤3具体为：将制备好的液体弹珠转移到另外一块柔性超疏水基底上，使用注射器伸入液体弹珠内部抽取40％-70％的液体。