[实用新型]一种基于自供电数字微流体的液滴能量收集及驱动系统

说明书

一种基于自供电数字微流体的液滴能量收集及驱动系统，包括液滴摩擦发电装置及液滴水平驱动装置；液滴摩擦发电装置包括基板、感应电极板及疏水层；感应电极板包括上电极及下电极，上、下电极之间彼此分离；液滴水平驱动装置包括水平基板、驱动电极组件及驱动组件疏水层；驱动电极组件包括左电极及右电极，左、右电极之间彼此分离；液滴摩擦发电装置固定于倾斜支架上且使上电极高于下电极，液滴水平驱动装置置于水平面上，液滴摩擦发电装置的上电极和下电极分别与液滴水平驱动装置中的左电极、右电极相连。本实用新型可替代笨重而且耗电的电压源，不仅增加了便携性而且降低能耗，使便携式DMF平台成为可能。并且能够实现液滴的连续输送和合并。

技术领域

本实用新型涉及液滴操控领域，尤其是一种基于自供电数字微流体的液滴能量收集及驱动系统。

背景技术

在当前的液滴操控领域中，电润湿驱动技术是一门备受关注的技术。它能改变液滴的表面张力，因此它无需通道，泵或阀门。此外，电润湿能够驱动大范围的液滴体积。且电润湿液滴致动系统需要非常低的电流水平（<1nA）。基于这些优点，电润湿的液滴致动技术广泛用于生物医学应用的数字微流体（DMF）。在大多数DMF平台中，需要DC或AC电压源来提供稳定的偏置电压。然而，这种DC或AC电源体积大且耗电，这限制了DMF技术的普及，特别是对于便携式应用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、可提供稳定的偏置电压的同时降低能耗且便于便携式应用的基于自供电数字微流体的液滴能量收集及驱动系统。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案：一种基于自供电数字微流体的液滴能量收集及驱动系统，包括液滴摩擦发电装置及液滴水平驱动装置；液滴摩擦发电装置包括由下至上依次设置的基板、感应电极板及疏水层；感应电极板包括沿基板的轴向排列的上电极及下电极，上、下电极之间彼此分离；所述液滴水平驱动装置包括由下至上依次设置的水平基板、驱动电极组件及驱动组件疏水层；驱动电极组件包括沿水平基板的轴向排列的左电极及右电极，左、右电极之间彼此分离；所述左电极、右电极均由平行设置的电极齿组成，并使左电极与右电极的电极齿间交叉排列；液滴摩擦发电装置固定于倾斜支架的倾斜面上且使所述上电极高于下电极，液滴水平驱动装置置于水平面上；所述上电极和下电极通过导线分别与液滴水平驱动装置中的左电极、右电极相连，在液滴摩擦发电装置与液滴水平驱动装置之间设有控制开关。

倾斜支架上固定有多个液滴摩擦发电装置，所述液滴水平驱动装置中设有与所述液滴摩擦发电装置数量相同的驱动电极组件，以使每块液滴摩擦发电装置的上、下电极通过导线分别与对应的左电极及右电极相连形成一组驱动组件；多组驱动组件之间相互并联。

所述倾斜面与水平面之间呈45度夹角。

所述倾斜支架为三角形立体支架。

所述疏水层为特氟龙疏水层。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构简单，主要包括液滴摩擦发电装置及液滴水平驱动装置两大部分，通过将液滴摩擦发电装置置于倾斜支架上，利用液滴在液滴摩擦发电装置上沿倾斜支架的倾斜面由上至下滑动时与液滴摩擦发电装置之间的摩擦发电产生足够的电势差，利用液滴在液滴摩擦发电装置上产生的电势差驱动液滴水平驱动装置上的液滴运动，本实用新型可以替代笨重而且耗电的电压源，不仅增加了便携性而且降低能耗，使便携式DMF平台成为可能。另外，在液滴水平驱动装置内左、右电极的电极齿采用交叉排列的方式，使得对液滴水平驱动装置的液滴产生更精准的控制效果，并且能够实现液滴的连续输送和合并。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图。

图2是本实用新型中液滴摩擦发电装置的结构示意图。

图3是本实用新型中液滴摩擦发电装置的分解图。

图4是本实用新型中液滴水平驱动装置的分解图。