[发明专利]实现液滴自驱动的梯度润湿表面的制备方法及其设备

摘要

实现液滴自驱动的梯度润湿表面的制备方法及其设备，所述的方法为将二氧化钛粒子硅烷化处理得到超疏水的涂层，再将该涂层旋涂到基体上得到超疏水表面；在设计有梯度透光区域的掩膜板辅助下，利用深紫外光UV对其进行区域选择性光解，即可将掩膜板上设计的梯度图案复制到超疏水涂层表面，被曝光区域由超疏水转变为超亲水，得到梯度润湿的表面；设备包括基体和涂覆在基体表面的亲‑疏水层，亲‑疏水层划分成多个区域。本发明的有益效果是结合亲疏水图案化制备的梯度润湿表面可实现润湿梯度的自定义；微流体在该表面可方向性自驱动，不需要外部辅助设备，更易实现微流控系统的微型化和便携化；对制作环境和基体材料无严格要求、制作成本低廉。

主权项

实现液滴自驱动的梯度润湿表面的制备方法，包括以下步骤：1)制备超疏水二氧化钛涂覆液：将二氧化钛粉末与无水乙醇混合后在50～100Hz条件下超声配成的二氧化钛悬浮液，再加入硅烷，继续在50～100Hz条件下超声混匀，然后室温下反应10～15h，得到超疏水二氧化钛涂覆液，所述的无水乙醇的加入量以二氧化钛质量计为0.01～0.02g/mL,所述硅烷与二氧化钛悬浮液体积比为0.01～0.03：1；2)制备带超疏水层的基体：利用旋涂机将超疏水二氧化钛涂覆液分次旋涂到清洗干净的基体表面，然后置于烘箱中100～120℃处理1～2h，得到带超疏水层的基体；所述的超疏水二氧化钛涂覆液的涂覆用量为0.1～0.2g/cm3；3)制备掩膜板：通过高分辨的激光打印机在在胶片上打印出设计好的图案，其中图案的参数包括几何形状、排布、图案密度以及图案间距，得到的带透光图案的胶片即为掩膜板；所述的透光区整体上划分成多个区域，同一区域均布若干透光微图案，而透光微图案的排布方向一致，相邻区域间亲水图案的间距递减，即相邻区域的透光的图案个数递增；4)制备梯度润湿表面：将带有梯度透光图案的掩膜板覆盖在带超疏水涂层的基体表面，然后开启深紫外光(UV)光源，使得超疏水涂层表面在UV光下选择性曝光，被曝光区域由超疏水转变为超亲水，未被曝光区域仍然保持超疏水，即可将掩膜板上设计的梯度图案复制到超疏水涂层表面，得到梯度润湿的表面。