[发明专利]一种形成固定接触角蒸发模式的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种形成固定接触角蒸发模式的方法，属于物理测量领域。

背景技术：

在人们的日常生产生活中，水平基板固着液滴的加热/冷却及其蒸发过程是普遍存在的。例如：喷淋冷却技术、功能材料的制作、微电子芯片的蒸发冷却、喷雾技术、雾化燃烧、喷墨打印、DNA分子显像等都是对这一现象的直接利用。在加热/冷却基板上液滴蒸发的过程中，液滴边缘蒸发快而顶部蒸发慢，蒸发速率的不均匀导致液滴表面温度分布不均匀，从而导致液滴表面张力不均匀而在液滴内部产生的流动称为Marangoni对流。液滴内部Marangoni对流无论在大气环境下还是在微重力环境下都是非常重要的自然对流，在微重力下晶体生长、薄膜制备、微化学反应等领域有着重要的应用。然而，固体平面上液滴蒸发存在着两种单一的蒸发模式：一种是固定接触线蒸发模式，另一种是固定接触角蒸发模式。现有的研究大多针对固定接触线蒸发液滴内部Marangoni对流流动现象研究较多，但是对固定接触角蒸发模式下液滴内部Marangoni对流的研究较少。除此之外，由于液滴内部对流的产生不依赖重力，它也成为空间微重力科学的一个重要研究课题。所以，无论是对工程实际应用或是学术研究来说，液滴在水平基板上形成固定接触角蒸发模式的方法都是具有重要的价值。

现阶段常用的使液滴在水平基板上形成固定接触角蒸发模式的方法是在紫铜、不锈钢或陶瓷表面上涂上一层聚四氟乙烯，使特定物质的液滴在其表面上形成特定的接触角，但现有手段不能较好的使液滴维持固定接触角，主要缺点有：

一、现有手段只能对特定物质的液滴如：丁醇、甲苯、正壬烷和正辛烷等液滴有效，具有很大的局限性。

二、采用现有手段进行工业生产或实验研究时，聚四氟乙烯会溶解于实验液滴中，造成液滴的污染并对产品或实验研究结果产生影响。

三、采用现有手段进行工业生产或实验研究时，聚四氟乙烯涂层容易脱落，每次液滴蒸发后需要重新涂抹聚四氟乙烯，这增加了工作量且降低了实验的可重复性。

因此急需一种具有可重复性、便利性、经济性和对液滴无污染的能在水平基板上形成固定接触角蒸发模式的方法。

发明内容：

为了克服现有形成固定接触角蒸发模式手段的不足，本发明提供了一种形成固定接触角蒸发模式的新方法。本发明基本组成部分：疏水/疏油涂料、固化剂、旋涂仪/喷笔、电子天平。本发明的基本原理：在干净光滑的表面上，旋涂/喷涂按照一定的质量比混合的疏水/疏油涂料与固化剂形成的混合溶液，后在干净的室温环境下待其充分干燥完全固化下来即可。

本发明提供的形成固定接触角蒸发模式的方法与现有方法相比，有以下优点：

一、本发明解决了现有方法对液体的局限性，对更为宽泛的物质种类均有效果。

二、本发明不仅解决了涂层物质对实验液滴污染的问题，涂层也可重复使用。

三、本发明不需要复杂的仪器设备，操作简便、投资少、易于实现。

具体实施方法：

一、首先对所需涂抹的工作表面精心清洗、抛光，以保证粘合性；

二、使用电子天平称取一定量的疏水/疏油涂料和固化剂，将两者按照一定的质量比混合(具体的质量比可依据对接触角大小要求的不同而调整)，充分搅拌两小时使其混合均匀；

三、使用旋涂仪或喷笔根据所需涂层的厚度取定量的混合物液对工作面进行均匀的涂抹，后静置于干净的室温环境下30分钟待其充分干燥。

四、将干燥后的工作表面放置于90℃的干净烤炉中烘烤1小时或在干净的室温环境下静置至少24小时待涂层完全固化即可。