[发明专利]一种液滴自发快速运输方法

说明书

本发明涉及液体运输技术领域，公开了一种液滴自发快速运输方法。该液滴运输方法包括如下步骤；(1)在基底表面上加工出超浸润性及高吸光率的微纳米级结构，所述微纳米级结构沿加工面的长度方向从一端延伸至另一端；(2)光照所述微纳米级结构；(3)将液体滴加在所述加工面一端，吸光后升温的微纳米级结构适于将液体逐滴的从加工面的一端自发快速地运输至另一端。该液滴运输方法简单方便，能够明显加快液滴的运输速率，而且环保无污染。

技术领域

本发明涉及液体运输技术领域，具体地，涉及一种液滴自发快速运输方法。

背景技术

能够实现液滴在固体表面的自发快速运输，在许多领域都有潜在的应用价值，例如微流体学、水处理技术、表面工程学、水体运输、原油运输等。近年来，固体表面液体自发快速运输技术受到了科学界及工业界的广泛关注。国内外许多研究者对此进行了大量研究，并已研发出一些相关的技术。到目前为止，实现液滴自发运输的方法有很多，比如：施加外加场(例如电场和磁场)，利用特殊材料的光热效应和改变材料表面的浸润性等。其中，利用材料的光热效应由于其在能源方面的优势以及易于操控等特点受到了广泛关注。

许多课题组对此进行了相关研究，例如Gao等人制备了一种使用Fe₃O₄纳米颗粒嵌入聚二甲基硅氧烷合成的光敏有机凝胶表面。他们发现当暴露于特定的光波(近红外光，波长为808nm)时，有机凝胶表面能够产生温度梯度，该温度梯度的产生在降低液滴粘稠度的同时还能够促使液滴自发快速运输。但是，该方案还是存在一些问题：(1)该光敏有机凝胶材料主要使用化学方法，会对环境会造成一定的破坏，且其制备过程比较复杂，对人力物力的消耗也比较大；(2)该有机凝胶材料在应用中对光的波长有一定要求，这极大的限制了它的运用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种液滴自发快速运输方法，该运输方法简单方便，能够明显加快液滴的运输速率，而且环保无污染。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种液滴自发快速运输方法，包括如下步骤；

(1)在基底表面上加工出超浸润性及高吸光率的微纳米级结构，所述微纳米级结构沿加工面的长度方向从一端延伸至另一端；

(2)光照所述微纳米级结构；

(3)将液体滴加在所述加工面一端，吸光后升温的微纳米级结构适于将液体逐滴从加工面的一端自发快速地运输至另一端。

优选地，所述基底为固态金属基底。

优选地，所述基底为不锈钢基底。

优选地，所述步骤(1)中，通过飞秒激光在基底表面扫描加工出微纳米级结构。

进一步优选地，所述步骤(1)中，飞秒激光的波长为1030nm，激光能量为10W，脉冲持续时间为250fs，重复频率为75KHz，加工速度为0.1-3.0 m/s。

优选地，所述微纳米级结构为条纹结构；相邻两个所述条纹间距为15 μm。

优选地，所述步骤(2)中还包括：将步骤(1)中基底置于隔热的平台上，并将具有微纳米级结构的一面朝上放置。

优选地，所述步骤(2)中，采用阳光照射。

优选地，所述步骤(2)中，光照所述微纳米级结构并使所述微纳米级结构表面温度升高到45-55℃。

优选地，步骤(3)中，所述液体是水。

通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：