【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微流控，尤其涉及一种光控微液滴平台及其制备方法和应用。
技术介绍
1、液体定向调控研究在物理化学、生物医药等微流控领域具有重要意义。近年来对液体定向调控手段主要包括依靠自身结构或者化学梯度的被动运输以及外部操控的主动运输形式等方面，例如利用单一微多级结构(cn110052299a)、单一浸润梯度表面(cn107482953a、cn111359683a)、磁场(cn202111351179.1)以及电场(cn202210643219.8)操纵液滴可以实现液体的自发运输。光场凭借其非接触性、高精度以及射线的可控性等特点优于其他外场，通过利用光电效应(cn201980041419.2、cn202011553893.4)、光热效应(cn202110670202.7、cn202110019705.8)以及光响应液晶聚合物(cn201810545893.6)的操控方法实现了流体的精确导航及合并。
2、现有的光操控液滴技术所需装置结构复杂、运动形式单一、精度低以及难以实现对液滴体积的精准控制等缺点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种光控微液滴平台及其制备方法和应用，所述光控微液滴平台通过近红外光的控制可以实现液滴的精准分裂及不同体积及表面张力液滴无损快速运输。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种光控微液滴平台，包括基底和分别位于所述基底两侧表面的超双疏涂层和光热涂层；
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5、所述超双疏涂层的材料为超双疏二氧化硅；
6、所述光热涂层的材料为光热纳米粒子。
7、优选的，所述超双疏涂层的厚度为50～200μm。
8、优选的，所述光热纳米粒子为亚铁氰化铁、氧化石墨烯和四氧化三铁中的一种或几种。
9、优选的，所述光热涂层的厚度为25～150μm。
10、本专利技术还提供了上述技术方案所述光控微液滴平台的制备方法，包括以下步骤：
11、在基底的一侧表面包覆纳米二氧化硅层后，进行煅烧，得到超双疏涂层；
12、在所述基底的另一侧表面涂覆光热纳米粒子溶液后，进行加热固化制备光热涂层，得到所述光控微液滴平台。
13、优选的，所述包覆二氧化硅层的过程包括：
14、将所述基底的一侧表面沉积不充分燃烧的蜡烛灰层后，在真空密封和碱性条件下，使硅酸四乙酯在所述蜡烛灰层的表面发生化学反应，得到纳米二氧化硅层；
15、所述碱性条件由浓氨水提供；所述浓氨水的质量浓度为25％；
16、所述硅酸四乙酯和浓氨水的体积比为(1～3)：1。
17、优选的，所述沉积不充分燃烧的蜡烛灰层的过程中：蜡烛与所述基底的距离为20～25cm，沉积时间为5～10min；
18、所述化学反应的时间为18～24h，温度为25℃。
19、优选的，所述煅烧的温度为550～600℃，时间为2h；
20、所述煅烧后，还包括氟硅烷修饰。
21、优选的，所述光热纳米粒子溶液包括光热纳米粒子和聚氨酯；
22、所述光热纳米粒子和聚氨酯的质量比为(1～50):1；
23、所述光热纳米粒子溶液中的光热纳米粒子的浓度为0.1～1wt％。
24、所述加热固化的温度为40～100℃，时间为20～60min。
25、本专利技术还提供了上述技术方案所述光控微液滴平台或上述技术方案所述制备方法制备得到的光控微液滴平台在微流控、3d打印、生物检测和微流控芯片中的应用。
26、本专利技术提供了一种光控微液滴平台，包括基底和分别位于所述基底两侧表面的超双疏涂层和光热涂层；所述基底的材料为热电晶体；所述超双疏涂层的材料为超双疏二氧化硅；所述光热涂层的材料为光热纳米粒子。所述光控微液滴平台主要由超双疏表面、热电晶体以及光热材料这三层材料组成的类似三明治结构，该材料在热红外光的照射下光热材料快速升温产热来激发热电晶体材料形成局部自由电荷，在电荷的介电泳力下吸引超双疏表面的液滴，从而实现液滴的快速移动。本专利技术所述的光控微液滴平台应用到光操控平台可通过光斑的移动精确快速的操控不同体积范围液滴，实现多种运动形式。另外通过调节激光器功率和距离，可以使液滴快速精准分裂以及小液滴的剥离。本专利技术可以实现微液滴多孔运动行为以及体积大小的调控，为微流控、3d打印、生物检测以及微流控芯片的设计提供新思路。
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1.一种光控微液滴平台，其特征在于，包括基底和分别位于所述基底两侧表面的超双疏涂层和光热涂层；
2.如权利要求1所述的光控微液滴平台，其特征在于，所述超双疏涂层的厚度为50～200μm。
3.如权利要求1所述的光控微液滴平台，其特征在于，所述光热纳米粒子为亚铁氰化铁、氧化石墨烯和四氧化三铁中的一种或几种。
4.如权利要求1或3所述的光控微液滴平台，其特征在于，所述光热涂层的厚度为25～150μm。
5.权利要求1～4任一项所述光控微液滴平台的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述包覆二氧化硅层的过程包括：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述沉积不充分燃烧的蜡烛灰层的过程中：蜡烛与所述基底的距离为20～25cm，沉积时间为5～10min；
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为550～600℃，时间为2h；
9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述光热纳米粒子溶液包括光热纳米粒子和聚氨酯；
...【技术特征摘要】
1.一种光控微液滴平台，其特征在于，包括基底和分别位于所述基底两侧表面的超双疏涂层和光热涂层；
2.如权利要求1所述的光控微液滴平台，其特征在于，所述超双疏涂层的厚度为50～200μm。
3.如权利要求1所述的光控微液滴平台，其特征在于，所述光热纳米粒子为亚铁氰化铁、氧化石墨烯和四氧化三铁中的一种或几种。
4.如权利要求1或3所述的光控微液滴平台，其特征在于，所述光热涂层的厚度为25～150μm。
5.权利要求1～4任一项所述光控微液滴平台的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈华伟，靖雪山，张力文，刘晓林，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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