[发明专利]一种基于激光直写技术的微液滴操控方法

说明书

本发明公开一种基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，包括步骤：将沉积在基底上的Ti薄膜与NaOH水溶液反应生成具有多孔粗糙结构的Ti薄膜，然后在Ti薄膜上修饰一层氟硅烷，得到超疏水薄膜，最后采用激光直写技术在超疏水薄膜表面制作各种形状的图案，通过所述图案对超疏水薄膜上的微液滴进行操控。激光的高温作用使得图案部位超疏水多孔表面融化，改变其粗糙度，从而使得图案部位与超疏水薄膜未进行激光加工部位形成润湿性反差，因此可通过设计不同的图案对微液滴进行形状控制、定向驱动以及收集等操作；进一步地，本发明采用的激光直写技术加工分辨率高，灵活性强，可实现对纳升量级别的微液滴进行操控。

技术领域

本发明涉及液滴操控领域，尤其涉及一种基于激光直写技术的微液滴操控方法。

背景技术

随着表面科学与工程技术的快速发展，微液滴操控领域已经引起了人们的重视。微液滴操控技术在微流体、液体输送、传感器等领域具有广泛的应用。目前，加工具有润湿性对比度的图案化表面已经被视为对昂贵的生物流体或液滴进行快速、精确、复杂、可靠的操作的有效途经。

然而，现有技术针对微升或纳升液滴的操控在灵活性、液滴尺寸、成本方面都存在很大的挑战。例如，常规UV光刻技术需要复杂的设备并且具有相对较低的分辨率、灵活性较差，而且所需的图案掩模成本相对较高，而喷墨打印制作亲疏水图案技术的加工分辨率较低，为微米级别。

针对目前的应用领域，如何有效实现灵活控制微液滴形状、微液滴定向驱动以及微液滴收集是非常必要的。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于激光直写技术的微液滴操控方法，旨在解决现有微液滴操控方法分辨率较低以及灵活性较差的难题。

本发明的技术方案如下：

一种基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，包括步骤：

A、在清洗干净的基底上沉积一层Ti薄膜，并将所述Ti薄膜放置在NaOH水溶液中反应15-50min，得到具有多孔粗糙结构的Ti薄膜；

B、在所述具有多孔粗糙结构的Ti薄膜上修饰一层氟硅烷，得到超疏水薄膜；

C、采用激光直写技术在所述超疏水薄膜上制作相应的图案，通过所述图案对超疏水薄膜上的微液滴进行操控。

所述的基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，所述步骤C具体包括：

采用激光直写技术在所述超疏水薄膜上制作各向异性的图案，通过各向异性图案化表面的定向驱动力对超疏水薄膜上的微液滴进行驱动。

所述的基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，所述步骤C具体还包括：

采用激光直写技术在所述超疏水薄膜上制作各种不同形状的图案，使超疏水薄膜上的微液滴按照预先制作的图案形状铺展。

所述的基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，所述图案的形状包括圆形、椭圆形、梯形、五边形、六边形、矩形、三角形、缺失拐角和斑块。

所述的基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，所述Ti薄膜的厚度为20-200nm。

所述的基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，所述NaOH水溶液的浓度范围为4-10M。

所述的基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，所述水热反应温度为50-100℃。

所述的基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，所述基底为载玻片、硅片或玻璃片中的一种。

所述的基于激光直写技术的微液滴操控方法，其中，所述激光的加工分辨率为100-500nm。