[发明专利]磁响应复合界面驱动液体运动器件及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及外场响应性复合界面驱动液体运动技术领域，特别涉及磁场驱动液体运动器件及制备方法和应用。

背景技术

梯度表面浸润性，由于其产生的表面张力梯度和拉普拉斯压力，在智能表面液体输运中起着非常重要的作用。然而，在这种浸润性梯度表面，由于其恒定的化学组成和结构，不能在需要的距离范围内得到连续调节(详见参考文献[1]:S.Daniel,M.K.Chaudhury,J.C.Chen,Science 2001,291,633；参考文献[2]:S.W.Lee,P.E.Laibinis,J.Am.Chem.Soc.2000,122,5395；参考文献[3]:M.K.Chaudhury,G.M.Whitesides,Science 1992,256,1539.；参考文献[4]:F.Lugli,G.Fioravanti,D.Pattini,L.Pasquali,M.Montecchi,D.Gentili,M.Murgia,Z.Hemmatian,F.Zerbetto,Adv.Func.Mater.2013,23,5543；参考文献[5]:J.Ju,K.Xiao,X.Yao,H.Bai,L.Jiang,Adv.Mater.2013,25,5937)。因此，表面液体的运动受到粘滞力的影响很大。智能响应性材料在外场如光、电、热、引力和机械伸缩等刺激作用下可以获得开关浸润性(详见参考文献[6]:K.Ichimura,S.K.Oh,M.Nakagawa,Science 2000,288,1624；参考文献[7]:X.Yao,J.Ju,S.Yang,J.J.Wang,L.Jiang,Adv.Mater.2014,26,1895；参考文献[8]:M.J.Liu,F.-Q.Nie,Z.X.Wei,Y.L.Song,L.Jiang,Langmuir 2010,26,3993；参考文献[9]:X.Yao,Y.Hu,A.Grinthal,T.-S.Wong,L.Mahadevan,J.Aizenberg,Nat.Mater.2013,12,529；参考文献[10]:Y.M.Zheng,X.F.Gao,L.Jiang,Soft Matter 2007,3,178；参考文献[11]:M.W.J.Prins,W.J.J.Welters,J.W.Weekamp,Science 2001,291,277.)，但是由于响应速度慢，液体运动方 向和速度不可控，在液体驱动的应用领域受到了很大的限制。如何获得一种快速响应、运动速度和方向都可控的复合界面具有很大的挑战性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁响应复合界面驱动液体运动器件。

本发明的另一目的是提供磁响应复合界面驱动液体运动器件的应用。

本发明的再一目的是一种提供磁响应复合界面的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁响应复合界面驱动液体运动器件，包括磁响应复合界面、相应的磁场、液体；

其中，所述磁响应复合界面由微纳米阵列结构膜和磁流体构成；所述液体与所述磁流体互不相溶；

所述微纳米阵列结构膜是微米到微米尺度、微米到纳米尺度、纳米到纳米尺度的阵列结构，为棒状结构、管状结构、孔状结构或颗粒状结构中的一种；所述微纳米阵列结构膜的材料选自氧化锌、氧化钛、泡沫镍、泡沫铜、多孔氧化铝、硅或二氧化硅颗粒中的一种；

所述磁流体为水基磁流体或油基磁流体。

如上所述的磁响应复合界面驱动液体运动器件，优选地，所述油基磁流体的油的种类为选自硅油、煤油、柴油、氟硅烷、全氟聚醚、液体石蜡或矿物油中的一种。

如上所述的磁响应复合界面驱动液体运动器件，优选地，所述磁场的磁场强度为0～1T的磁场。

如上所述的磁响应复合界面驱动液体运动器件，优选地，所述磁场作用于磁响应复合界面的下方。

如上所述的磁响应复合界面驱动液体运动器件，优选地，所述棒状结构中，棒的直径为50nm～200μm，棒的长度为1μm～500μm；所述管状结构中 管的管径为200nm～200μm，管的长度为1μm～500μm；所述孔状结构中孔的孔径为200nm～500μm，孔的深度为1μm～3mm；所述颗粒状结构中颗粒的直径为1μm～200μm，颗粒膜厚为1μm～500μm。