液滴的操作諸如轉(zhuǎn)移、分離、混合、運(yùn)輸?shù)染哂泻芨叩膶嶋H應(yīng)用價值,特殊浸潤性表面上液滴的定位輸運(yùn)因其能快速、可重復(fù)地實現(xiàn)對液滴的有效控制而在生化分析、微流體系統(tǒng)、臨床診斷等領(lǐng)域具有較高研究價值和應(yīng)用前景。然而,目前特殊浸潤性表面液體定位輸運(yùn)手段存在制備方法繁瑣、成本較高、需要額外能量或系統(tǒng)輸入等問題,并不能滿足實際應(yīng)用的需求。針對以上問題,本課題首先介紹了關(guān)于固體表面浸潤性的基本理論及經(jīng)典模型,并分別研究了液滴在梯度深度的超疏水-超疏水軌道和超疏水-超親水軌道上的運(yùn)輸原理�；谝陨侠碚�,本課題通過仿真研究了液滴在不同參數(shù)的深度梯度軌道上的運(yùn)動情況。仿真結(jié)果表明:液滴在超疏水-超疏水軌道上進(jìn)行輸運(yùn)時,軌道寬度越寬、軌道最大深度越深,液滴越不容易脫離軌道;而液滴在超疏水-超親水軌道上進(jìn)行輸運(yùn)時,軌道寬度不宜過大,此時軌道越寬、軌道最大深度越深,液滴受到的毛細(xì)力吸附作用越強(qiáng),液滴越不容易脫離軌道。接下來通過實驗采用不同的特殊浸潤性表面制備方法在鋁合金基底上分別制備了“迷宮”狀微結(jié)構(gòu)、樹狀微結(jié)構(gòu)及分級微納米結(jié)構(gòu)的三種表面微結(jié)構(gòu)。通過對比接觸角、滾動角、表面平整度等性能,最終選擇運(yùn)用化學(xué)刻蝕與陽極氧... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

自然界中的液滴定位輸運(yùn)現(xiàn)象

1 特殊浸潤性表面制備隨著國內(nèi)外眾多研究者不斷探討影響固體表面潤濕性的因素，目前特殊面的制備方法已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，制備工藝也相對成熟。在超疏水備上，主要有兩大類方法：第一種是用低表面能物質(zhì)對表面粗糙結(jié)構(gòu)進(jìn)第二種是在低表面能物質(zhì)的表面構(gòu)造出粗糙結(jié)構(gòu)。本課題選用鋁合金作究材料，鋁合金是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛、用量最大的金屬材料，對于鋁合金屬來講，表面能大，通過物理化學(xué)方法即可得到粗糙表面，再用低表來進(jìn)行修飾，不僅能夠得到超疏水表面，還能提高鋁合金表面的耐腐蝕介紹幾種超疏水表面的制備方法。化學(xué)刻蝕法是通過金屬基底與化學(xué)試劑之間發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，在表面生成粗糙的微納米結(jié)構(gòu)從而獲得超疏水表面的方法，這種方法操作速度快，被廣泛應(yīng)用于金屬基底的超疏水表面制備。Aditya[41]等采用鹽酸合溶液對鋁進(jìn)行化學(xué)刻蝕，經(jīng)十六烷基三甲氧基硅烷處理后，得到了如的超疏水鋁表面，經(jīng)表面形貌分析可以看出鋁表面形成了粗糙的矩形坑，用接觸角測量儀測得的靜態(tài)接觸角為 162°。

d) 水煮后的微觀形貌圖 1-3 超聲刻蝕工藝和水熱法結(jié)合制備的鋁超疏水表面[42]化法是指以金屬及其合金為陽極，置于電解質(zhì)溶液中，外還原反應(yīng)使金屬及其合金表面形成一層金屬氧化物保護(hù)膜過程簡單，反應(yīng)條件溫和。Li[43]等人將鋁板在冰水條件下混合電解質(zhì)中進(jìn)行陽極氧化反應(yīng)，研究了時間、電壓等陽和表面潤濕性的影響。通過自組裝工藝，通過陽極化參數(shù)孔、納米線團(tuán)簇和納米棒在內(nèi)的多種氧化鋁表面結(jié)構(gòu)。得到疏水表面。米孔結(jié)構(gòu) b）納米線結(jié)構(gòu) c）納米棒

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]特殊浸潤性表面對液滴定向輸運(yùn)的影響[D]. 李璞君.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]輔助氣氛對激光加工鋁板表面浸潤性影響研究[D]. 朱思雄.湖北工業(yè)大學(xué) 2018
[3]形狀梯度銅表面上的液滴自發(fā)運(yùn)動研究[D]. 鄭雁芬.華南理工大學(xué) 2018
[4]極端潤濕性表面液體無泵運(yùn)輸研究[D]. 鄭煥璽.大連理工大學(xué) 2017
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本文編號：3485914