【技术实现步骤摘要】
本申请涉及液滴操控，特别是涉及一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜及其制备和控制方法。
技术介绍
1、近年来，液滴的灵活操控在科学研究和技术应用中具有广泛的重要性，尤其是在无菌操作和生化试剂分析中的液滴分裂和输运方面。例如，液滴分裂在生化试剂的采样与分析中至关重要，通过定向输运液滴可实现医学靶向治疗和芯片散热，这些应用大多依赖于特定设计的表面微/纳米结构或图案以实现不同的液滴驱动。
2、目前，常用的方法是设计各向异性或梯度微/纳米结构及润湿图案，以产生作用于液滴三相接触线(triple-phase contact line，tpcl)的不平衡毛细力。例如，有些研究人员通过制造具有层级微结构的楔形表面，实现了液滴的定向输运。然而，这些特定表面形态限制了液滴在单一表面上的可编程操控，例如液滴输运的路径或方向受限。
3、为了实现液滴的可编程操控，通过制造可以响应外部刺激(如光、热、电、化学、机械和磁场)的智能表面，开发出了可编程表面微/纳米结构。磁场由于其瞬时响应、无束缚和易控性，常被用于刺激表面形态。例如，有些研究人员制造了磁性微柱阵列表面，通过旋转外部磁场实现了液滴可调方向的输运；有些研究人员通过磁场变形磁性基底，实现了液滴在任意路径上的输运；有些研究人员提出了一种由纳米阵列和填充磁流体组成的智能复合界面，通过梯度磁场诱导润湿梯度，实现了液滴的可逆运动。
4、尽管在设计和制造可编程表面微/纳米结构方面取得了显著进展，但目前的技术仅能实现微/纳米结构的简单机械变形，如旋转运动、弯曲或扭转变形。一旦
5、因此，如何实现表面微结构的可重编程配置以实现多功能液滴驱动，仍然是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜及其制备和控制方法，可同时实现液滴分裂功能和液滴输运功能，即实现表面微结构的可重编程配置以实现多功能液滴驱动。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法，所述兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法包括：
4、将铂金硅胶聚合物前驱液、固化剂、软化剂和磁性颗粒进行混合，并对混合物进行搅拌，形成均匀的悬浮液，对均匀的悬浮液进行脱气处理，得到脱气后的悬浮液；
5、将脱气后的悬浮液进行成膜和固化，得到交联膜；
6、将交联膜在润滑剂中浸泡30分钟，取出后得到在外部磁场作用下可兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜。
7、第二方面，本申请提供了一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜，利用上述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法制备得到，所述兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜包括：铂金硅胶聚合物基体、软化剂和磁性颗粒，铂金硅胶聚合物基体表面包覆有润滑剂，软化剂和磁性颗粒分散在铂金硅胶聚合物基体中。
8、第三方面，本申请提供了一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的控制方法，用于对上述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜进行控制，所述兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的控制方法包括：
9、液滴分裂控制：
10、在磁响应膜下方放置第一磁部件，第一磁部件形成的第一磁场的磁场强度处于0.25t-0.35t，第一磁场使到第一磁部件的中心线的距离小于第一预设距离的部分磁响应膜处于第二状态，使到第一磁部件的中心线的距离大于第二预设距离的部分磁响应膜处于初始状态，剩余的部分磁响应膜组成润湿性梯度区域；第二状态的粗糙度大于初始状态的粗糙度，第二状态的接触角大于初始状态的接触角；第一磁部件为永磁体或者电磁铁；
11、移动第一磁部件，使位于磁响应膜上表面的液滴发生分裂，实现液滴分裂；
12、液滴输运控制：
13、在磁响应膜下方放置第二磁部件，第二磁部件形成的第二磁场的磁场强度处于0.35t-0.6t，第二磁场使到第二磁部件的中心线的距离小于第三预设距离的部分磁响应膜处于第二状态，使到第二磁部件的中心线的距离大于第四预设距离的部分磁响应膜处于初始状态，剩余的部分磁响应膜组成润湿性梯度区域；第二状态的粗糙度大于初始状态的粗糙度，第二状态的接触角小于初始状态的接触角；第二磁部件为永磁体或者电磁铁；
14、移动第二磁部件，使位于处于第二状态的磁响应膜上表面的液滴跟随第二磁部件移动，实现液滴输运。
15、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：
16、本申请提供了一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜及其制备和控制方法，将铂金硅胶聚合物前驱液、固化剂、软化剂和磁性颗粒进行混合，并对混合物进行搅拌，形成均匀的悬浮液，对均匀的悬浮液进行脱气处理，得到脱气后的悬浮液，将脱气后的悬浮液进行成膜和固化，得到交联膜，将交联膜在润滑剂中浸泡30分钟，取出后得到在外部磁场作用下可兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜，本申请可制备得到一种在外部磁场作用下可兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜，从而可同时实现液滴分裂功能和液滴输运功能，即实现表面微结构的可重编程配置以实现多功能液滴驱动。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法，其特征在于，所述兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法，其特征在于，铂金硅胶聚合物前驱液和固化剂的质量比为1:1；软化剂的质量百分比为40wt％；磁性颗粒的质量百分比为100wt％。
3.根据权利要求1所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法，其特征在于，固化的温度为70℃，时长为10min。
4.根据权利要求1所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法，其特征在于，磁性颗粒为羰基铁颗粒；润滑剂为二甲基硅油。
5.一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜，利用权利要求1-4任一项所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法制备得到，其特征在于，所述兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜包括：铂金硅胶聚合物基体、软化剂和磁性颗粒，铂金硅胶聚合物基体表面包覆有润滑剂，软化剂和磁性颗粒分散在铂金硅胶聚合物基体中。
6.根据权利要求5所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜，其特征在于，所述兼具
7.一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的控制方法，用于对权利要求5-6任一项所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜进行控制，其特征在于，所述兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的控制方法包括：
8.根据权利要求7所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的控制方法，其特征在于，移动第一磁部件，使位于磁响应膜上表面的液滴发生分裂，具体包括：
9.根据权利要求8所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的控制方法，其特征在于，停止移动第一磁部件，使液滴分裂成为三个新的液滴，具体包括：若停止移动第一磁部件时，第一磁部件的相近边缘与液滴的中心线的距离小于第五预设距离，则三个新的液滴中位于两边的液滴的体积差小于第一阈值；若停止移动第一磁部件时，第一磁部件的相近边缘与液滴的中心线的距离大于第六预设距离，则三个新的液滴中位于两边的液滴的体积差大于第二阈值；相近边缘为第一磁部件中距离液滴更近的边缘。
10.根据权利要求7所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的控制方法，其特征在于，第一磁场的磁场强度为0.3T；第二磁场的磁场强度为0.6T。
...【技术特征摘要】
1.一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法，其特征在于，所述兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法，其特征在于，铂金硅胶聚合物前驱液和固化剂的质量比为1:1；软化剂的质量百分比为40wt％；磁性颗粒的质量百分比为100wt％。
3.根据权利要求1所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法，其特征在于，固化的温度为70℃，时长为10min。
4.根据权利要求1所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法，其特征在于，磁性颗粒为羰基铁颗粒；润滑剂为二甲基硅油。
5.一种兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜，利用权利要求1-4任一项所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜的制备方法制备得到，其特征在于，所述兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜包括：铂金硅胶聚合物基体、软化剂和磁性颗粒，铂金硅胶聚合物基体表面包覆有润滑剂，软化剂和磁性颗粒分散在铂金硅胶聚合物基体中。
6.根据权利要求5所述的兼具液滴分裂和输运功能的磁响应膜，其特征在于，所述兼具液滴分裂和输运功...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，陈如楠，陈诚，袁锦，陈少华，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。