[发明专利]基于微流控技术的介质可调吸波超材料及其性能调控装置

说明书

本公开涉及一种基于微流控技术的介质可调吸波超材料及其性能调控装置。该介质可调吸波超材料包括：一全反射层；以及含有微流道的至少一超材料层，设置于所述全反射层之上。该性能调控装置包括沿液体介质流向由液体输送管道依次连通的液体介质推送组件、液体介质混合组件、介质可调吸波超材料和液体介质回收器，其中介质可调吸波超材料用于从材料和结构两个方面实现超材料的吸波性能。利用本公开，实现了吸波超材料功能结构与控制组件的分离，使吸波超材料结构部分具有较小的厚度，同时可实时精确地调控微流道内吸波介质特性，并获得高效的吸波性能。

技术领域

本公开涉及微流控和吸波超材料技术领域，具体而言，涉及一种基于微流控技术的介质可调吸波超材料及其性能调控装置。

背景技术

微流控技术也称为芯片实验室技术，其通道和构件尺寸最小可达几十微米，可灵活操控微小体积流体在通道或构件中流动。微流控技术是实现微结构精确可控的新型功能材料设计制备与性能调控的重要新兴手段，正在从化学平台的药物分析检测向多个领域拓展。

电磁吸波超材料由周期性重复单元组成，可有效吸收和衰减电磁辐射，达到消除电磁辐射污染的目标，已大量用于隐身技术、消除电磁辐射污染、天线等多个领域。然而，大部分吸波超材料在制造成型后不能调控介电常数和磁导率，这限制了其在上述领域的应用。通过特殊方式实现超材料电磁参数的调控，实现吸波超材料性能可调，有助于拓展吸波超材料的应用范围。目前，可调吸波超材料的调控方法主要有电压、磁场、热和机械四种方法，超材料在设计时除了可变电磁参数的功能结构，还需要在功能结构外增加电压、磁场、热源、机械装置等，这直接导致超材料厚度和体积的增加。因此，在实现可调吸波超材料功能特性的同时，尽可能地减小吸波超材料的厚度，对于可调吸波超材料的实际应用具有重要意义。

经查询，目前已公开的与微流控技术和可调吸波超材料相关度较高的现有技术如下：第一，采用机械可调方式实现超材料吸波性能调控的填充水的机械可调电磁吸波超材料；第二，通过改变沙土内含水量调控介电常数的介质基宽带可调超材料吸波体，这种调控方法不易实现吸波性能的精确、实时调控；第三，通过感知外部环境温度发生形状变化，进而改变微流体超材料结构单元形状和吸波性能的频率可调节的智能吸波超材料及其制备方法，属于热控或温控机制；第四，基于PDMS封装技术的微流体超材料结构，设计了便于封装的超材料结构，但是不能调控超材料吸波性能；第五，基于水层的可调谐光学透明宽带超材料吸波器，特色在于通过调控水层厚度实现吸波性能调控。

目前，尚未公开有采用微流控技术实现液体介质可调的吸波超材料和性能调控装置。

发明内容

有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种基于微流控技术的介质可调吸波超材料及其性能调控装置，以采用微流控技术实现液体介质可调的吸波超材料，精确地调控微流道内吸波介质特性，获得高效的吸波性能。

为达到上述目的，根据本公开的一个方面提供了一种基于微流控技术的介质可调吸波超材料的性能调控装置，该装置包括沿液体介质流向由液体输送管道依次连通的液体介质推送组件2、液体介质混合组件4、介质可调吸波超材料6和液体介质回收器8，其中：

液体介质推送组件2，用于将多种不同介电常数的液体介质经过液体输送管道推送至所述液体介质混合组件4；

液体介质混合组件4，用于混合多种不同介电常数的液体介质，并将混合后的液体介质经过液体输送管道送入所述介质可调吸波超材料6；

介质可调吸波超材料6，用于从材料和结构两个方面实现超材料的吸波性能；

液体介质回收器8，用于收集并再利用所述介质可调吸波超材料6中排出的多余溶液。

上述方案中，所述液体介质推送组件2还连接有一压力控制组件1，用于采用气动控压模式或电动控压模式控制所述液体介质推送组件2中多种不同介电常数的液体介质的推送压力。