[发明专利]具有优化的电润湿表面的微流体装置和相关系统及方法

权利要求书

1.一种微流体设备，所述微流体设备包括：

衬底，具有配置成连接到电压源的至少一个电极；

盖，具有被配置为连接到所述电压源的至少一个电极；以及

至少一个间隔元件，

其中，所述衬底和所述盖基本上彼此平行，且通过所述间隔元件接合在一起以限定被配置为保持液体的封壳，

其中，所述衬底具有部分地限定所述封壳的液滴致动表面，所述液滴致动表面具有内介电层和外疏水层，

其中，所述外疏水层包括共价结合到所述内介电层的表面的自缔合分子，从而在其上形成致密堆积的疏水单层，

其中，所述疏水单层的自缔合分子每个包括表面改性配体和将所述表面改性配体链接到所述内介电层的表面的链接基团，其中，所述液滴致动表面具有式II的结构：

其中，是介电层的表面；

V是-P(O)(OY)W-或-Si(OZ)₂W-；

W是-O-、-S-或-NH-并连接到所述表面；

Z是到附着到所述表面的相邻硅原子的键或是到所述表面的键；

Y是到附着到所述表面的相邻磷原子的键或是到所述表面的键；

R是氢或氟；

M是氢或氟；

h独立地是2或3的整数；

j是1；

k是0或1；

m为0或1至20的整数；

n是0或1至20的整数；

(n+[(h+j)·k]+m)的总和为11至25的整数；

当k是1时，则m至少是2并且M是氢；以及

当k为0且R为氟时，则m至少为2且M为氢，

其中，所述衬底的所述至少一个电极和所述盖的所述至少一个电极连接到所述电压源的相对端子时，所述衬底能对与所述衬底的所述液滴致动表面接触的水性液滴施加电润湿力。

2.根据权利要求1所述的微流体设备，其中，V是-Si(OZ)₂W-。

3.根据权利要求1所述的微流体设备，其中，V是-P(O)(OY)W-。

4.根据权利要求1所述的微流体设备，其中，m是1至20的整数，并且其中，M是氢。

5.根据权利要求4所述的微流体设备，其中，n是1至20的整数，并且其中，R是氢。

6.根据权利要求5所述的微流体设备，其中，m是2。

7.根据权利要求1所述的微流体设备，其中，k是1。

8.根据权利要求1所述的微流体设备，其中，k是0。

9.根据权利要求1所述的微流体设备，其中，(n+[(h+j)·k]+m)的总和为13至19的整数。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的微流体设备，其中，所述衬底的所述液滴致动表面的所述内介电层包括第一层介电材料，所述第一层介电材料包含氧化物。

11.根据权利要求10所述的微流体设备，其中，所述氧化物是金属氧化物。

12.根据权利要求11所述的微流体设备，其中，所述金属氧化物是氧化铝。

13.根据权利要求10所述的微流体设备，其中，所述衬底的所述液滴致动表面的所述内介电层还包括第二层介电材料，并且其中，所述外疏水层共价结合到所述内介电层的所述第一层介电材料。

14.根据权利要求13所述的微流体设备，其中，所述第二层介电材料包括氧化物或氮化物。

15.根据权利要求14所述的微流体设备，其中，所述第二层介电材料选自由二氧化硅和氮化硅构成的群组。