[实用新型]一种球形液体颗粒的制备装置

说明书

本实用新型涉及新材料研发领域，一种球形液体颗粒的制备装置，包括底座、疏水衬底、电压源、支架、粉末盘、照相机、金属细杆、注射泵、位移台、离子风枪、振动马达和电缆，疏水衬底位于底座的上面，疏水衬底通过电缆连接电压源，支架固定于底座上面，粉末盘通过振动马达连接于支架，使得粉末盘位于疏水衬底的上方，金属细杆位于粉末盘的上方，金属细杆空间垂直于粉末盘，金属细杆的上端连接注射泵，注射泵固定在位移台下面，注射泵包括液体腔和活塞，活塞向下运动能够将极性液体传输至金属细杆的上端并流向金属细杆的下端，最终形成液滴，照相机位于金属细杆侧面z正方向的10厘米位置处，离子风枪位于粉末盘侧面z负方向的15厘米位置处。

技术领域

本实用新型涉及新材料研发领域，尤其是一种能够制备外表面具有疏水保护层的液滴的一种球形液体颗粒的制备装置。

背景技术

外表面具有疏水保护层的液滴是一种最近被开发出的新的材料结构，简称疏水液滴，已经被应用于生物科技、制药等领域，疏水液滴表面的疏水层能够保护液滴以避免受到外界环境的污染，特别是在相对较高的外界压力下，使得液滴能够保持球形，另外，疏水液滴更容易操纵，在某些应用中具有重要作用。现有技术缺陷：疏水液滴的产量有限，且制备得到的液滴尺寸差别较大，并且制备过程中存在对液滴的污染问题，而且，制备体积在微升量级以下的疏水液滴步骤繁琐，较为耗时，所述一种球形液体颗粒的制备装置能够解决问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型基于电流体拉拽的原理来产生亚微升的疏水液滴，并对沉积在疏水的粉末衬底上的液滴进行振动以生成所需尺寸的疏水液滴，制备过程中能够避免对液滴的污染。

本实用新型所采用的技术方案是：

所述一种球形液体颗粒的制备装置包括底座、疏水衬底、电压源、支架、粉末盘、照相机、金属细杆、注射泵、位移台、离子风枪、振动马达和电缆，xyz为三维坐标系，疏水衬底位于底座的上面，疏水衬底通过电缆连接电压源，电压源能够在疏水衬底与金属细杆之间形成电压差，支架固定于底座上面，粉末盘通过振动马达连接于支架，使得粉末盘位于疏水衬底的上方，振动马达能够带动粉末盘振动，通过支架能够调节粉末盘的位置，粉末盘中具有聚四氟乙烯PTFE粉末，聚四氟乙烯PTFE粉末颗粒的平均尺寸为300微米，金属细杆位于粉末盘的上方，金属细杆空间垂直于粉末盘，金属细杆的上端连接注射泵，注射泵固定在位移台下面，通过位移台能够使得注射泵及金属细杆三维移动，注射泵包括一个圆柱形的液体腔和活塞，液体腔中具有极性液体，活塞向下运动能够将极性液体传输至金属细杆的上端、并沿金属细杆流向金属细杆的下端，最终形成液滴，照相机位于金属细杆侧面z正方向的10厘米位置处，离子风枪位于粉末盘侧面z负方向的15厘米位置处；电压源输出的电压范围为0到4千伏；疏水衬底由一块金属片制成；粉末盘由塑料制成，粉末盘的厚度为6毫米；金属细杆的直径为230微米、长度为1.3毫米；注射泵的液体腔直径为4毫米。

采用所述一种球形液体颗粒的制备装置制备疏水液滴的步骤如下：

步骤一，通过位移台调节注射泵及金属细杆的位置，使得金属细杆下端位于疏水衬底正上方的11厘米位置处；

步骤二，通过支架调节粉末盘的位置，使得粉末盘位于金属细杆下端的2厘米位置处；

步骤三，注射泵活塞以10微米/秒的速度向下运动，从而在金属细杆下端处产生液滴；

步骤四，通过电压源在金属细杆与疏水衬底之间施加直流电压，电压源的输出电压在3分钟内从0增加到3千伏，以将金属细杆下端处的液滴拉伸至所需体积，最终脱离金属细杆下端，并通过照相机监测液滴滴下的过程；

步骤五，金属细杆滴下的液滴被粉末盘收集，离子风枪发射的离子气流吹向粉末盘，并持续20秒，以使得液滴的电荷变为中性，有利于疏水层的包裹；

步骤六，开启振动马达，使得粉末盘沿z方向发生振荡，粉末盘振荡的频率为100赫兹、振荡幅度为600微米，持续50秒；