[发明专利]一种基于多孔吸湿纤维的液滴无障碍导引方法

说明书

本发明公开了一种基于多孔吸湿纤维的液滴无障碍导引方法，采用多孔纤维材料制作导引轨道，多孔纤维材料制成的轨道放置于吸湿饱和水溶液内，静置，使多孔纤维材料完全被溶液浸润，取出多孔纤维材料并烘干；将烘干的多孔纤维弯曲成预定形状后固定在待导引液滴的特定位置处。导引轨道的材料由于吸湿饱和水溶液处理可吸收空气中的水分子，使多孔纤维材料表面长久存在一层厚度为微米级尺度的水膜，使导引轨道的有效时间得以延长。当待导引液滴接触到多孔纤维表面的水膜后，产生强烈的分子间吸引力，使得液滴被牢牢束缚在多孔纤维上，保证液滴不脱轨的空间角度范围大，有效地扩大液滴的可导引场合；且操作便捷、方便推广使用。

技术领域

本发明涉及液滴行为控制领域，具体地说，涉及一种利用多孔吸湿纤维表面的稳定水膜层实现液滴无障碍定向导引的方法。

背景技术

液滴行为控制，是对液滴的性质或者与液滴接触的表面的性质加以改造，使得液滴可以按照预定的轨道运动的研究。采用液滴行为控制方法，对液滴的运动路径加以控制，可以解决一系列工程实际问题；例如:为解决质子交换膜燃料电池促排水问题提供全新思路，为混合溶液的分离提供全新方法等。

现有的液滴控制方法主要集中在通过电磁场实现对磁流体的控制，在一般液滴的运动控制方面，可实现对液滴小距离的导引。发明专利CN 104345140 A公开了“一种磁流体控制装置及其控制方法”，该装置无法实现对一般液滴进行控制；在专利CN 105833814 A“一种液滴自驱动式微反应器”中主要针对于微反应系统，该装置操作复杂，而且可导引距离有限；专利CN 1588090 A涉及“一种基于表面张力的低压微液滴控制器件”，该微液滴控制器件针对于微流体，且控制条件复杂；在发明专利CN 106053869 A中涉及“一种基于壁面润湿调控的液滴无质量损失的导引方法”，该方法需要液滴导引的环境洁净无较大灰尘。

现有的技术文献中给液滴的行为控制提供了很多非常有价值的方法，但也存在不足:如，对液滴性质要求有局限性；部分导引方法的控制系统复杂，不易操作和推广；导引方法对环境要求高。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种基于多孔吸湿纤维的液滴无障碍导引方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:基于多孔吸湿纤维的液滴无障碍导引方法，其特征在于包括以下步骤:

步骤1.对材料待处理表面进行清洗，待处理表面为任意形面；

步骤2.选择多孔纤维材料,并在多孔纤维材料上制成所需轨道路径；

步骤3.将高纯度吸湿剂溶解水中,制成吸湿饱和水溶液；

步骤4.将多孔纤维材料制成的轨道放置于吸湿饱和水溶液内，静置6h，使多孔纤维材料完全被溶液浸润，取出多孔纤维材料，烘干；

步骤5.将轨道路径的多孔纤维材料固定在步骤1所处理的表面上，完成吸湿材料的水膜导引制作；

步骤6.在步骤5的轨道上添加液滴，并调节液滴轨道所在的平面与水平面的角度β，β角的取值范围为0～180°；施加外力，调节外力大小使液滴沿表面上的预定导引轨道匀速运动，实现任意方向的导引。

有益效果

本发明提出的一种基于多孔吸湿纤维的液滴无障碍导引方法，采用多孔纤维材料制作导引轨道，多孔纤维材料制成的轨道放置于吸湿饱和水溶液内，静置，使多孔纤维材料完全被溶液浸润，取出多孔纤维材料并烘干；将烘干的多孔纤维弯曲成预定形状后固定在待导引液滴的特定位置处。导引轨道的材料由于吸湿饱和水溶液处理可吸收空气中的水分子，使多孔纤维材料表面长久存在一层厚度为微米级尺度的水膜，使导引轨道的有效时间得以延长。当待导引液滴接触到多孔纤维表面的水膜后，产生强烈的分子间吸引力，使得液滴被牢牢束缚在多孔纤维上，保证液滴不脱轨的空间角度范围大，有效地扩大液滴的可导引场合；且操作便捷、方便推广使用。