[发明专利]一种引发液滴定向自弹跳的薄膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种引发液滴定向自弹跳的薄膜及其制备方法与应用，其中，所述引发液滴定向自弹跳的薄膜包括：多个阵列排布的三维结构单元；其中，所述三维结构单元的表面轮廓形状为预设图案；所述预设图案关于垂直于预设液滴弹跳方向的直线不对称；所述三维结构单元的表面为疏水表面。本发明中所述三维结构单元的表面轮廓形状为关于垂直于预设液滴弹跳方向的直线不对称的图案，会对滴落的液滴产生不对称的拉普拉斯压强，从而使液滴形成预定向运动的速度，同时结合所述三维结构单元的疏水表面，实现液滴的定向远距离弹跳运输。

技术领域

本发明涉及液滴驱动领域，尤其涉及一种引发液滴定向自弹跳的薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，对于能够定向驱动液滴的材料的研究越来越多，大部分都是在外场的作用下定向驱动，比如电场、磁场等。自发驱动液滴的表面，是指液滴能够不依靠外力实现液滴进行定向运动的表面。具体地，表面张力可以用来克服重力作为引导液滴运动的工具，例如，化学梯度已经被用来驱动水滴上坡，但是具有典型的低速度特征。到目前为止，现有的定向驱动液滴的材料制备方法存在加工过程复杂，分辨率低，难以大面积制造，以及液滴的运输距离有限等问题。现有的材料难以实现液滴的定向弹跳运输以及存在定向弹跳距离有限的技术问题。

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引发液滴定向自弹跳的薄膜及其制备方法与应用，旨在解决现有材料难以实现液滴的定向弹跳运输的问题。

一种引发液滴定向自弹跳的薄膜，其中，包括：多个阵列排布的三维结构单元；

所述三维结构单元的表面轮廓形状为预设图案；

所述预设图案关于垂直于预设液滴弹跳方向的直线不对称；

所述三维结构单元的表面为疏水表面。

所述的引发液滴定向自弹跳的薄膜，其中，所述预设图案包括梯形、三角形、扇形、月牙形、五边形中的一种或多种。

所述的引发液滴定向自弹跳的薄膜，其中，所述的三角形为等腰三角形。

所述的引发液滴定向自弹跳的薄膜，其中，所述等腰三角形的顶角夹角为15-60°。

所述的引发液滴定向自弹跳的薄膜，其中，所述疏水表面为具有微米级凹凸结构的表面。

一种引发液滴定向自弹跳的薄膜的制备方法，其中，包括：

提供薄膜板；

对所述薄膜板的表面进行激光扫描处理，在所述薄膜板上形成疏水表面，得到疏水薄膜板；

将疏水薄膜板采用飞秒激光技术加工出阵列排布的多个如上所述三维结构单元，得到引发液滴定向自弹跳的薄膜。

所述的引发液滴定向自弹跳的薄膜的制备方法，其中，所述薄膜板为金属薄膜板、硅薄膜板中的一种。

所述的引发液滴定向自弹跳的薄膜的制备方法，其中，所述提供薄膜板，还包括：

将薄膜板进行抛光处理；

将抛光处理后的薄膜板进行洗涤和干燥。

所述的引发液滴定向自弹跳的薄膜的制备方法，其中，所述飞秒激光技术中的振镜扫描速度为0.1mm/s-30m/s。

一种如上所述的引发液滴定向自弹跳的薄膜在制备微化学反应器中的应用。

有益效果：本发明中所述三维结构单元的表面轮廓形状为关于垂直于预设液滴弹跳方向的直线不对称的图案，会对滴落的液滴产生不对称的拉普拉斯压强，从而产生一个定向弹跳运动的速度，同时结合所述三维结构单元的疏水表面，实现液滴的定向远距离弹跳运输。