一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置及調(diào)控方法制造方法及圖紙

一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控的裝置，包括計(jì)算機(jī)，運(yùn)動(dòng)控制器，連接線，電機(jī)，絲桿，圓柱形導(dǎo)軌，滑塊，固定座，連接桿Ⅰ，連接桿Ⅱ，薄片組合A，薄片組合B，調(diào)控表面，左側(cè)板，右側(cè)板和下側(cè)板，薄片組合A和薄片組合B的上表面共同組合成調(diào)控表面。調(diào)控薄片組合A和薄片組合B上表面的相對(duì)位置，在調(diào)控表面實(shí)現(xiàn)表面微結(jié)構(gòu)不同，從而使表面潤(rùn)濕性不同，達(dá)到使表面具有所需的接觸角。有益效果是：該潤(rùn)濕性調(diào)控方案簡(jiǎn)單、效果明顯、重復(fù)性好，適用于微流體系統(tǒng)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置及調(diào)控方法
本專利技術(shù)屬于表面潤(rùn)濕
，尤其涉及疏水性表面制備技術(shù)，可精確控制表面的疏水特性。
技術(shù)介紹
潤(rùn)濕特性是固體表面的重要性質(zhì)之一，主要與固體表面自由能和表面微觀幾何結(jié)構(gòu)兩個(gè)因素相關(guān)，其對(duì)材料在液體傳輸、摩擦、防腐蝕等領(lǐng)域具有重要的影響。潤(rùn)濕性的調(diào)控是指：在外部條件的刺激下，潤(rùn)濕特性發(fā)生的可逆轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)有技術(shù)的潤(rùn)濕特性發(fā)生可逆轉(zhuǎn)變的外部條件主要包括力學(xué)方法、光照方法、電場(chǎng)方法、熱和化學(xué)方法等?，F(xiàn)有技術(shù)中，張繼林等人在德國(guó)期刊《大分子快訊(MacromolecularRapidCommunication)》第26卷第6期上發(fā)表的題為“基于對(duì)彈性聚酰胺膜拉伸和卸載的表面超疏水/超親水可逆調(diào)控(ReversibleSuperhydrophobicitytoSuperhydrophilicityTransitionbyExtendingandUnloadinganElasticPolyamideFilm)”的論文，文中記載了使用拉伸表面的方法實(shí)現(xiàn)表面接觸角在151.2°和0°之間的可逆調(diào)控。劉長(zhǎng)松等人在《中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)》第17卷第10期上發(fā)表的題名為“HF對(duì)微納米ZnO的形貌及其潤(rùn)濕性的影響”的論文，文中記載了真空紫外光照射對(duì)微納米ZnO結(jié)構(gòu)表面潤(rùn)濕性的影響，實(shí)現(xiàn)表面潤(rùn)濕性調(diào)控。中科院江雷院士課題組在德國(guó)期刊《先進(jìn)材料(AdvancedMaterials)》第19卷第18期上發(fā)表的題名為“超疏水和超親水之間轉(zhuǎn)變的多重響應(yīng)表面(MultiresponsiveSurfacesChangeBetweenSuperhydrophilicityandSuperhydrophobicity)”的論文，文中記載了使用溫度和pH值對(duì)表面潤(rùn)濕性進(jìn)行調(diào)控的過程?，F(xiàn)有技術(shù)的不足是：實(shí)現(xiàn)反復(fù)調(diào)控比較復(fù)雜，不太適用于微流體系統(tǒng)。因?yàn)闈?rùn)濕性可調(diào)控表面作為微流體系統(tǒng)微通道的壁面，在微流體系統(tǒng)裝配完成后，潤(rùn)濕性可調(diào)控表面整體形狀很難再發(fā)生改變，對(duì)其表面進(jìn)行紫外照射也比較困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于：提供一種表面潤(rùn)濕性調(diào)控技術(shù)與裝置，通過改變接觸表面的幾何結(jié)構(gòu)，從而改變液體與表面的接觸狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)表面潤(rùn)濕性的調(diào)控，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，成本低廉。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置，包括計(jì)算機(jī)、接觸角測(cè)量?jī)x和可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)包括：薄片組合A、薄片組合B、運(yùn)動(dòng)控制器、電機(jī)、絲桿、導(dǎo)軌、滑塊、固定座、連接桿Ⅰ、連接桿Ⅱ、左側(cè)板、右側(cè)板和下側(cè)板；所述固定座是筒體結(jié)構(gòu)，固定座底部安裝有兩根相互平行的豎立導(dǎo)軌，兩根導(dǎo)軌分別位于固定座中心線兩側(cè)，所述電機(jī)安裝在固定座底部，所述絲桿豎立安裝在固定座內(nèi)，絲桿軸線與固定座中心線重合，絲桿下端與電機(jī)輸出軸相連，所述滑塊中心處開有與絲桿相互匹配的內(nèi)螺紋孔，滑塊中心線兩側(cè)有與固定座中心線兩側(cè)導(dǎo)軌相匹配的通孔，絲桿和導(dǎo)軌分別與滑塊中心處內(nèi)螺紋孔和兩側(cè)通孔配合連接，形成直線絲桿導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，由電機(jī)控制絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)；所述薄片組合A和薄片組合B均由矩形薄片組成，其中薄片組合A的矩形薄片的寬度∶薄片組合B矩形薄片的寬度＝1∶1.3～1∶1.5，薄片組合A的矩形薄片的長(zhǎng)度∶薄片組合B的矩形薄片的長(zhǎng)度＝1∶0.8～1∶0.5，組合中，由一片薄片組合A的矩形薄片上疊放一片薄片組合B的矩形薄片，再在薄片組合B的矩形薄片上疊放一片薄片組合A的矩形薄片，依此方式交替疊放組合，其中，所有薄片組合A的矩形薄片通過左右兩側(cè)的左側(cè)板和右側(cè)板固定連接成一體，構(gòu)成薄片組合A，所有薄片組合A的矩形薄片上邊的表面齊平，構(gòu)成薄片組合A上表面，所有薄片組合B的矩形薄片通過下邊的下側(cè)板固定連接成一體，構(gòu)成薄片組合B，所有薄片組合B的矩形薄片上邊的表面齊平，構(gòu)成薄片組合B上表面，薄片組合A上表面和薄片組合B上表面共同構(gòu)成可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面，薄片組合A的左側(cè)板和右側(cè)板分別通過連接桿Ⅰ與固定座固定連接，薄片組合B的下側(cè)板通過連接桿Ⅱ與滑塊連接，薄片組合B能隨滑塊上下運(yùn)動(dòng)，在薄片組合A上表面和薄片組合B上表面齊平狀態(tài)下，對(duì)可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面做疏水性處理，獲得一定疏水性的可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面；所述運(yùn)動(dòng)控制器與電機(jī)通過連接線連接，運(yùn)動(dòng)控制器通過連接線與計(jì)算機(jī)連接，接觸角測(cè)量?jī)x通過連接線與計(jì)算機(jī)連接。本專利技術(shù)所述的一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置，其特征在于：所述薄片組合A的矩形薄片厚度為0.16mm～0.60mm，薄片組合B的矩形薄片厚度為0.16mm～0.60mm，組成可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的所有薄片組合A的矩形薄片的厚度相同，所有薄片組合B的矩形薄片的厚度相同，薄片組合A的矩形薄片厚度與薄片組合B的矩形薄片厚度相同或不同。本專利技術(shù)所述的一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置，其特征在于：所述薄片組合A由5片以上薄片組合A的矩形薄片組成，薄片組合B由5片以上薄片組合B的矩形薄片組成。本專利技術(shù)所述的一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置，其特征在于：所述接觸角測(cè)量?jī)x為德國(guó)公司產(chǎn)的EasyDrop型接觸角測(cè)量?jī)x，包括攝像機(jī)、微量注射器和光源，微量注射器置于可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的上方，攝像機(jī)和光源分別置于可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的左右兩側(cè)，攝像機(jī)與計(jì)算機(jī)通過連接線連接。本專利技術(shù)所述一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置的調(diào)控方法，其特征在于：所述調(diào)控方法包括：1)打開接觸角測(cè)量?jī)x，用攝像機(jī)觀測(cè)薄片組合A上表面和薄片組合B上表面的相對(duì)位置；2)打開運(yùn)動(dòng)控制器，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑塊移動(dòng)，滑塊帶動(dòng)薄片組合B移動(dòng)，至薄片組合B上表面與薄片組合A上表面重合，即薄片組合B上表面與薄片組合A上表面高度差為零，停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；3)控制微量注射器向可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面滴落液滴，液滴體積為2ul，攝像機(jī)拍攝液滴在可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的形狀后，配套軟件測(cè)出其表面接觸角；4)運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，分別使薄片組合B上表面處于低于薄片組合A上表面0～1mm的不同位置，攝像機(jī)跟蹤拍攝在不同位置下的液滴在可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的形狀，測(cè)得薄片組合B上表面在低于薄片組合A上表面不同位置時(shí)液滴在可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的接觸角；運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)繼續(xù)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使薄片組合B上表面處于低于薄片組合A上表面1mm以上，攝像機(jī)拍攝液滴在可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的形狀，測(cè)得的是薄片組合A上表面的表面接觸角；5)運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，分別使薄片組合B上表面處于高于薄片組合A上表面0～1mm的不同位置，攝像機(jī)跟蹤拍攝在不同位置下的液滴在可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的形狀，測(cè)得薄片組合B上表面在高于薄片組合A上表面不同位置時(shí)液滴在可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的接觸角；運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)繼續(xù)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，使薄片組合B上表面處于高于薄片組合A上表面1mm以上，攝像機(jī)拍攝液滴在可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的形狀，測(cè)得的是薄片組合B上表面的表面接觸角本專利技術(shù)所述一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控的裝置的調(diào)控方法，其特征在于：所述滑塊最小位移為10μm。本專利技術(shù)的裝置，薄片組合A與薄片組合B兩者的上表面共同形成了可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面，當(dāng)薄片組合A與薄片組合B兩者的上表面相對(duì)位置不同時(shí)，即兩表面處于不同的水平高度時(shí)，對(duì)應(yīng)的可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面的微結(jié)構(gòu)不同，其表面潤(rùn)濕性也不同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置，包括計(jì)算機(jī)(1)、接觸角測(cè)量?jī)x和可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)包括：薄片組合A(21)、薄片組合B(22)、運(yùn)動(dòng)控制器(13)、電機(jī)(11)、絲桿(10)、導(dǎo)軌(8)、滑塊(9)、固定座(7)、連接桿Ⅰ(5)、連接桿Ⅱ(6)、左側(cè)板(16)、右側(cè)板(17)和下側(cè)板(18)；所述固定座(7)是筒體結(jié)構(gòu)，固定座(7)底部安裝有兩根相互平行的豎立導(dǎo)軌(8)，兩根導(dǎo)軌(8)分別位于固定座(7)中心線兩側(cè)，所述電機(jī)(11)安裝在固定座(7)底部，所述絲桿(10)豎立安裝在固定座(7)內(nèi)，絲桿(10)軸線與固定座(7)中心線重合，絲桿(10)下端與電機(jī)(11)輸出軸相連，所述滑塊(9)中心處開有與絲桿(10)相互匹配的內(nèi)螺紋孔，滑塊(9)中心線兩側(cè)有與固定座(7)中心線兩側(cè)導(dǎo)軌(8)相匹配的通孔，絲桿(10)和導(dǎo)軌(8)分別與滑塊(9)中心處內(nèi)螺紋孔和兩側(cè)通孔配合連接，三者形成直線絲桿導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，由電機(jī)(11)控制絲桿(10)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述薄片組合A(21)和薄片組合B(22)均由矩形薄片組成，其中薄片組合A的矩形薄片(23)的寬度∶薄片組合B的矩形薄片(24)的寬度＝1∶1.3～1∶1.5，薄片組合A的矩形薄片(23)的長(zhǎng)度∶薄片組合B的矩形薄片(24)的長(zhǎng)度＝1∶0.8～1∶0.5，組合中，由一片薄片組合A的矩形薄片(23)上疊放一片薄片組合B的矩形薄片(24)，再在薄片組合B的矩形薄片(24)上疊放一片薄片組合A的矩形薄片(23)，依此方式交替疊放組合，其中，所有薄片組合A的矩形薄片(23)通過左右兩側(cè)的左側(cè)板(16)和右側(cè)板(17)固定連接成一體，構(gòu)成薄片組合A(21)，所有薄片組合A的矩形薄片(23)上邊的表面齊平，構(gòu)成薄片組合A上表面(14)，所有薄片組合B矩形薄片(24)通過下邊的下側(cè)板(18)固定連接成一體，構(gòu)成薄片組合B(22)，所有薄片組合B的矩形薄片(24)上邊的表面齊平，構(gòu)成薄片組合B上表面(15)，薄片組合A上表面(14)和薄片組合B上表面(15)共同構(gòu)成可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面(19)，薄片組合A(21)的左側(cè)板(16)和右側(cè)板(17)分別通過連接桿Ⅰ(5)與固定座(7)固定連接，薄片組合B(22)的下側(cè)板(18)通過連接桿Ⅱ(6)與滑塊(9)?連接，薄片組合B(22)能隨滑塊(9)上下運(yùn)動(dòng)，在薄片組合A上表面(14)和薄片組合B上表面(15)齊平狀態(tài)下，對(duì)可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面(19)做疏水性處理，獲得具有一定疏水性的可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面(19)；所述運(yùn)動(dòng)控制器(13)與電機(jī)(11)通過控制線(12)連接，運(yùn)動(dòng)控制器(13)通過控制線(12)與計(jì)算機(jī)(1)連接，接觸角測(cè)量?jī)x通過信號(hào)線(12)與計(jì)算機(jī)(1)連接。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置，包括計(jì)算機(jī)(1)、接觸角測(cè)量?jī)x和可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)包括：薄片組合A(21)、薄片組合B(22)、運(yùn)動(dòng)控制器(13)、電機(jī)(11)、絲桿(10)、導(dǎo)軌(8)、滑塊(9)、固定座(7)、連接桿Ⅰ(5)、連接桿Ⅱ(6)、左側(cè)板(16)、右側(cè)板(17)和下側(cè)板(18)；所述固定座(7)是筒體結(jié)構(gòu)，固定座(7)底部安裝有兩根相互平行的豎立導(dǎo)軌(8)，兩根導(dǎo)軌(8)分別位于固定座(7)中心線兩側(cè)，所述電機(jī)(11)安裝在固定座(7)底部，所述絲桿(10)豎立安裝在固定座(7)內(nèi)，絲桿(10)軸線與固定座(7)中心線重合，絲桿(10)下端與電機(jī)(11)輸出軸相連，所述滑塊(9)中心處開有與絲桿(10)相互匹配的內(nèi)螺紋孔，滑塊(9)中心線兩側(cè)有與固定座(7)中心線兩側(cè)導(dǎo)軌(8)相匹配的通孔，絲桿(10)和導(dǎo)軌(8)分別與滑塊(9)中心處內(nèi)螺紋孔和兩側(cè)通孔配合連接，三者形成直線絲桿導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，由電機(jī)(11)控制絲桿(10)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述薄片組合A(21)和薄片組合B(22)均由矩形薄片組成，其中薄片組合A的矩形薄片(23)的寬度∶薄片組合B的矩形薄片(24)的寬度＝1∶1.3～1∶1.5，薄片組合A的矩形薄片(23)的長(zhǎng)度∶薄片組合B的矩形薄片(24)的長(zhǎng)度＝1∶0.8～1∶0.5，組合中，由一片薄片組合A的矩形薄片(23)上疊放一片薄片組合B的矩形薄片(24)，再在薄片組合B的矩形薄片(24)上疊放一片薄片組合A的矩形薄片(23)，依此方式交替疊放組合，其中，所有薄片組合A的矩形薄片(23)通過左右兩側(cè)的左側(cè)板(16)和右側(cè)板(17)固定連接成一體，構(gòu)成薄片組合A(21)，所有薄片組合A的矩形薄片(23)上邊的表面齊平，構(gòu)成薄片組合A上表面(14)，所有薄片組合B矩形薄片(24)通過下邊的下側(cè)板(18)固定連接成一體，構(gòu)成薄片組合B(22)，所有薄片組合B的矩形薄片(24)上邊的表面齊平，構(gòu)成薄片組合B上表面(15)，薄片組合A上表面(14)和薄片組合B上表面(15)共同構(gòu)成可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面(19)，薄片組合A(21)的左側(cè)板(16)和右側(cè)板(17)分別通過連接桿Ⅰ(5)與固定座(7)固定連接，薄片組合B(22)的下側(cè)板(18)通過連接桿Ⅱ(6)與滑塊(9)連接，薄片組合B(22)能隨滑塊(9)上下運(yùn)動(dòng)，在薄片組合A上表面(14)和薄片組合B上表面(15)齊平狀態(tài)下，對(duì)可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面(19)做疏水性處理，獲得具有一定疏水性的可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的調(diào)控表面(19)；所述運(yùn)動(dòng)控制器(13)與電機(jī)(11)通過連接線(12)連接，運(yùn)動(dòng)控制器(13)通過連接線(12)與計(jì)算機(jī)(1)連接，接觸角測(cè)量?jī)x通過連接線(12)與計(jì)算機(jī)(1)連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種表面潤(rùn)濕性可調(diào)控裝置，其特征在于：所述薄片組合A的矩形薄片(23)厚度為0.16mm～0.60mm，薄片組合B的矩形薄片(24)厚度為0.16mm～0.60mm，組成可調(diào)控潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)的所有薄片組合A的矩形薄片...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張會(huì)臣，李小磊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：大連海事大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧;21