[发明专利]电场响应微纳米材料控制表面浸润性的器件及其制备方法

权利要求书

1.电场响应微纳米材料控制表面浸润性的器件，其特征在于，包括具有微纳米结构的基底，电极以及框架；

所述基底包括介电弹性材料和疏水微纳米结构；所述疏水微纳米结构粘附于所述介电弹性材料表面；所述疏水微纳米结构为粒径20nm-10μm的微纳米颗粒；

所述电极为石墨电极膏涂覆于所述基底正反两面所形成的正反两面相对应的“回”字状电极；并且所述基底正反两面的“回”字状电极通过导电铜胶带连接外接电路；

所述基底四周固定于所述框架上。

2.根据权利要求1所述的电场响应微纳米材料控制表面浸润性的器件，其特征在于，所述介电弹性材料选自聚丙烯酸酯类弹性体、聚氨酯、聚氨酯复合材料、硅橡胶或硅橡胶复合材料中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的电场响应微纳米材料控制表面浸润性的器件，其特征在于，所述疏水微纳米结构为修饰有全氟癸基三甲氧基硅烷的微纳米颗粒；所述微纳米颗粒选自纳米TiO₂、纳米Fe₃O₄或聚苯乙烯球中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的电场响应微纳米材料控制表面浸润性的器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将全氟癸基三甲氧基硅烷修饰于所述微纳米颗粒上，形成疏水微纳米结构；

(2)将所述疏水微纳米结构粘附于所述介电弹性材料表面，形成具有微纳米结构的基底；

(3)对所述基底进行预拉伸，并且于预拉伸状态下将所述基底四周固定于所述框架上；在所述基底正反两面相对应的位置涂上石墨电极膏，形成“回”字状电极；

(4)使用石墨电极膏分别将所述基底正反两面的“回”字状电极与导电铜胶带相连接，将导电铜胶带接入外接电路。

5.利用电场对电场响应微纳米材料表面结构进行表面浸润性控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(A)将权利要求4中制备的电场响应微纳米材料控制表面浸润性的器件连通电压，基底上涂有“回”字状电极的部分被拉伸，基底中央未涂有“回”字状电极的部分收缩，疏水微纳米结构之间距离减小，水滴在基底上的接触角增大；

(B)撤掉电压，基底上涂有“回”字状电极的部分收缩，基底中央未涂有“回”字状电极的部分被拉伸，疏水微纳米结构之间距离增大，水滴在基底上的接触角减小。

6.根据权利要求5所述的利用电场对电场响应微纳米材料表面结构进行表面浸润性控制的方法，其特征在于，

所述步骤(A)中连通电压后水滴在基底上的接触角为150°-159°；

所述步骤(B)中撤掉电压后水滴在基底上的接触角为135°-142°。

7.利用电场对电场响应微纳米材料表面结构进行表面液体可控输运的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将权利要求4中制备的电场响应微纳米材料控制表面浸润性的器件倾斜放置；

(b)通过电压大小控制水滴运动：

连通电压，基底上涂有“回”字状电极的部分被拉伸，基底中央未涂有“回”字状电极的部分收缩，疏水微纳米结构之间距离减小，水滴在基底上的接触角增大，水滴在基底上滚动；

撤掉电压，基底上涂有“回”字状电极的部分收缩，基底中央未涂有“回”字状电极的部分被拉伸，疏水微纳米结构之间距离增大，水滴在基底上的接触角减小，水滴粘附于基底上。

8.根据权利要求7所述的利用电场对电场响应微纳米材料表面结构进行表面液体可控输运的方法，其特征在于，所述基底倾斜角度越大，需施加的电压越大。

9.根据权利要求7或8所述的利用电场对电场响应微纳米材料表面结构进行表面液体可控输运的方法在表面液体的可控输运、防雾防冰或制备微反应器中的应用。