[发明专利]无损转移液滴表面及制备方法与无损转移液滴方法

说明书

本发明公开了一种无损转移液滴表面及制备方法与无损转移液滴方法，涉及液滴转移技术领域，基底表面上依次间隔排列有多个微平板，各微平板同一侧表面上均设有多个凹槽，另一侧表面上均设有多个凸起，各凸起的一端均延伸至其所在的微平板的顶面，各微平板均为弹性微平板，各微平板在外加磁场作用下能够在第一位置和第二位置之间同步摆动，第一位置为微平板垂直于基底表面时的位置，第二位置为微平板从第一位置摆动至凹槽处于表层时的位置。本发明提供的无损转移液滴表面及制备方法与无损转移液滴方法，能够对液滴自由抓取和释放，实现液滴的无损转移。

技术领域

本发明涉及液滴转移技术领域，特别是涉及一种无损转移液滴表面及制备方法与无损转移液滴方法。

背景技术

自然界生物体经过长期进化将结构和功能协调互补，表现出多种特殊的表面浸润性能。例如，荷叶表面的超疏水自清洁、玫瑰花瓣表面的超疏水高粘附特性等等。这些特殊浸润性能的共同特征均是由构成表面的多层次微纳结构组装而实现。因此，通过在材料表面设计与制备不同形貌的多级微结构阵列，赋予其特殊的表面浸润性能已引起科研工作者的广泛关注。

水滴转移或输运功能表面的研究是仿生材料力学与功能化表面设计及制备方向的一个研究热点，也是该学科前沿，近几年已得到快速发展。传统构筑典型浸润性表面的研究，多集中于在材料表面构建不同层次及形貌的微结构阵列，这些表面微观形貌一旦成型，则表面浸润性能成为一种固定属性，无法进行调节。例如，水滴在荷叶表面呈现Cassie状态而无法被抓取，在玫瑰花瓣表面呈现高粘附Wenzel状态而无法实现无损释放。

因此，表面单一的浸润性能并不能满足未来智能化材料表面的需求。设计并制备一种可任意抓取和释放液滴，实现液滴无损输运的功能表面必然成为该方向的发展趋势。

现有技术中，已有利用碳纳米管制备粘附力可达59.8μN的表面，该表面每平方毫米拥有6000000多个碳纳米管，这种表面在转移液滴时，只能将液滴转移到粘附力更强的表面，无法实现表面对液滴的自由抓取和释放。现有技术中还有利用磁颗粒和聚合物制备一种磁性薄膜，在磁场作用下，薄膜表面产生无规则微结构，通过调控微结构的几何尺寸，液滴粘附力可在30μN和120μN之间切换，利用这种粘附力的转变，可实现液滴的抓取和释放，但这种表面在转移液滴过程中会造成液滴3％的损失，在实际应用中容易产生能源浪费或表面污染。由以上分析可知，已有的可用于转移液滴的表面，无法实现液滴的无损转移。

发明内容

本发明的目的是提供一种无损转移液滴表面及制备方法与无损转移液滴方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够对液滴自由抓取和释放，实现液滴的无损转移。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种无损转移液滴表面，包括基底，所述基底表面上依次间隔排列有多个微平板，各所述微平板同一侧表面上均设有多个凹槽，另一侧表面上均设有多个凸起，各所述凸起的一端均延伸至其所在的所述微平板的顶面，各所述微平板均为弹性微平板，各所述微平板在外加磁场作用下能够在第一位置和第二位置之间同步摆动，所述第一位置为所述微平板垂直于所述基底表面时的位置，所述第二位置为所述微平板从所述第一位置摆动至所述凹槽处于表层时的位置。

优选的，各所述微平板同一侧表面上均阵列分布有多个所述凹槽，所述凹槽为矩形凹槽或圆形凹槽。

优选的，各所述微平板另一侧表面上均阵列分布有多个所述凸起，所述凸起为矩形条状凸起，所述矩形条状凸起在所述第一位置时垂直于所述微平板的顶面。

优选的，各所述微平板内均匀分布有多个磁颗粒。

优选的，所述微平板为聚二甲基硅氧烷制作而成。

优选的，所述微平板的尺寸为长×厚×高＝5mm×0.12mm×1mm，相邻两个所述微平板的间距为1mm。