[发明专利]一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面及其构建方法

权利要求书

1.一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预处理：以金属材料或单晶硅为基体材料，并对所述基体材料进行预处理；

(2)构建微纳复合结构二级表面：在预处理后的基体材料表面构建微米级结构，形成具有较大粗糙度的微米级结构；随后采用纳米加工技术，在所述微米级结构的基础上构建形成微纳复合结构二级表面；

(3)构建具有化学梯度的润湿梯度表面：采用蒸汽挥发法，使用含有低表面能物质的溶液在所述微纳复合结构二级表面构建不均匀的单分子自组装膜，获得具有化学梯度的润湿梯度表面；

(4)构建化学梯度/润湿图案的润湿梯度表面：采用紫外光照法，通过掩膜版遮挡，在所述具有化学梯度的润湿梯度表面上构建具有亲水/疏水图案，制备得到具有化学梯度/润湿图案的润湿梯度表面；紫外光照法中的紫外光通过掩膜版的镂空部分可形成超亲水图案，紫外光被掩膜版遮挡的部分依然处于超疏水状态；

(5)自发长距离输运：将微液滴置于所述具有化学梯度/润湿图案的润湿梯度表面上，观察所述微液滴的自发输运范围。

2.根据权利要求1所述的一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面的构建方法，其特征在于，步骤(1)中所述金属材料可以为铝合金、钛合金、铜合金、镁合金、钴基合金或不锈钢。

3.根据权利要求1所述的一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面的构建方法，其特征在于，步骤(2)中所述微米级结构的构建方法包括喷沙法、强酸刻蚀法和阳极氧化法；所述纳米加工技术包括阳极氧化法、水热法、化学刻蚀法和酸/碱刻蚀法。

4.根据权利要求1所述的一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面的构建方法，其特征在于，步骤(3)中所述低表面能物质包括氟硅烷、月桂酸、硬脂酸之一；所述溶液为质量浓度为1-20％的乙醇溶液。

5.根据权利要求1所述的一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面的构建方法，步骤(4)中所述紫外光照法采用的紫外光波长范围为100～200nm，且紫外光照射时间为5～20min。

6.根据权利要求1所述的一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面的构建方法，其特征在于，步骤(4)中超亲水图案为楔形图案或等腰三角形图案，且所述掩膜版的镂空部分的最大宽度≤3mm、最短长度≥20mm。

7.根据权利要求1所述的一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面的构建方法，其特征在于，步骤(5)中所述微液滴的体积为4～10μL，且所述微液滴的自发输运范围为20mm以上。

8.一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面，其特征在于，所述润湿梯度表面采用权利要求1-7任意一项所述的一种微液滴自发长距离输运润湿梯度表面的构建方法构建获得。