[发明专利]蜡烛灰液体弹珠及其制备方法

说明书

本发明涉及蜡烛灰液体弹珠，该液体弹珠采用蜡烛灰涂层作为颗粒源制备而成。蜡烛灰涂层具有一定的结合力，使蜡烛灰颗粒不易向空气中飘散；当液滴在蜡烛灰涂层上滚动时，液滴与蜡烛灰之间的粘附力又能克服蜡烛灰颗粒间的结合力，从而使一部分蜡烛灰颗粒转移至液滴表面，形成蜡烛灰液体弹珠。本发明还涉及了该蜡烛灰液体弹珠的制备方法，采用蜡烛灰涂层制备液体弹珠，制造成本低，而且避免了原料利用率不高，易造成粉尘污染，有害人体健康等问题。

技术领域

本发明属于界面浸润技术领域，具体涉及到一种蜡烛灰液体弹珠，还涉及该蜡烛灰液体弹珠的制备方法。

背景技术

水滴或以水为主体的液滴与微米或纳米级的疏水颗粒接触后，颗粒会转移至液滴表面，形成液体弹珠。液体弹珠不会润湿亲水基底，甚至可以漂浮在水面上。由于液体弹珠在微量流体传输及微型反应容器方面表现出了很大的应用潜力，因此具有相当大的科研和商业价值。

目前制备液体弹珠所普遍采用的方法是：将疏水粉末均匀撒在基底上，然后利用注射器将液滴滴在粉末上，晃动基底，使粉末中的微/纳米颗粒与液滴接触并转移至液滴表面，当液滴被完全包裹后就被称为液体弹珠。这种方法操作简单，实用性强，但也存在一些问题，如颗粒利用率低，而且易于飘散，造成粉尘污染，从而对人体和环境产生较大危害；此外，疏水粉末通常导电性差，而且价格较高，不易获得。

除了粉末，很多涂层材料也包含疏水颗粒，但因为颗粒之间以及颗粒与基底之间的结合力较强，在与水滴接触时颗粒无法转移到水滴表面。近年来，人们发现利用蜡烛燃烧时的烟在材料表面薰烤会形成蜡烛灰涂层，该涂层由纳米级的疏水性碳颗粒构成。由于结合力弱，很容易被刮擦掉，因此蜡烛灰涂层从来不直接用作超疏水表面，而是作为结构模板用于材料制备。而本发明恰恰利用了蜡烛灰涂层结合力弱的特点，对其加以直接利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种蜡烛灰液体弹珠；同时，本发明还提供了该蜡烛灰液体弹珠的制备方法，采用蜡烛灰涂层制备液体弹珠，避免了原料利用率不高，易造成粉尘污染，有害人体健康等问题。蜡烛灰涂层具有一定的结合力，这使得蜡烛灰颗粒不易向空气中飘散；但是，当液滴在蜡烛灰涂层上滚动时，液滴与蜡烛灰之间的粘附力又能克服蜡烛灰颗粒之间的结合力，从而使一部分蜡烛灰颗粒转移至液滴表面，形成蜡烛灰液体弹珠。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：蜡烛灰液体弹珠，该液体弹珠采用蜡烛灰涂层作为颗粒源制备而成。

上述蜡烛灰液体弹珠的制备方法，包括以下技术步骤：

步骤(1)，制备蜡烛灰涂层：

取一支主要成分为石蜡的蜡烛，点燃蜡烛；待火焰稳定后，将基底置于火焰上方来回晃动以均匀受热；预热后，将基底置于蜡烛火焰上，保持基底匀速晃动，在此过程中，不充分燃烧产生的碳颗粒会沉积在基底上形成蜡烛灰涂层；

步骤(2)，制备液体弹珠：

待蜡烛灰涂层及基底恢复至室温后，用注射器在蜡烛灰涂层上滴注一定体积的液滴，轻轻晃动基底令液滴滚动，滚动一定时间后，液滴表面粘满蜡烛灰颗粒，即可得到蜡烛灰液体弹珠。

在上述技术方案基础上，步骤(1)中，预热后，将基底置于蜡烛火焰的距火焰顶部1/2至1/4的高度范围内，保持基底匀速晃动，得到颗粒尺寸在20-200nm的蜡烛灰涂层。

在上述技术方案基础上，步骤(1)和步骤(2)中的基底是平面玻璃、凹面玻璃、培养皿中的一种。

在上述技术方案基础上，步骤(2)中的液滴是纯水滴、以水为主体的水溶液、纯甘油以及甘油溶液中的一种。

在上述技术方案基础上，所述以水为主体的水溶液为盐溶液、胶体溶液、细胞培养液中的一种。