微尺度結(jié)構(gòu)表面上潤濕性誘導的液體流動.pdf

1、減小流體設備的尺寸引發(fā)了很多問題，其中之一是驅(qū)動流體流動過程中壓力梯度的快速增加。在這種條件下，驅(qū)動流體流動的表面引起很多人的關注。本文從實驗的角度討論了表面性能，比如結(jié)構(gòu)形貌和潤濕性能在驅(qū)動流體流動過程中起著重要的作用。采用納秒激光以線掃描方式在硅基底(典型的超親水材料)表面加工不同形貌結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)表面，采用磁控濺射儀在硅基底表面濺射具有低表面能的不同材料的薄膜來改變表面的潤濕性能。通過體視顯微鏡可以觀察到紅墨水溶液在制備的微槽內(nèi)的流動

2、情況?？梢缘玫皆诓煌慕Y(jié)構(gòu)形貌和潤濕性能的條件下，紅墨水溶液沿著微槽中的流動情況。溶液在微槽中流動的距離(z)與流動時間(t)的關系服從經(jīng)典的關系：z=ct1/2。隨著微槽寬度和潤濕性能的提高，參數(shù)c也在增加，表明溶液在微槽中流動的速度也加快。這些結(jié)果表明親水性結(jié)構(gòu)表面能為流體在其表面流動提供一定的驅(qū)動力。在微流體設備中，這種驅(qū)動力能夠為流體流動提供一種有效的方法。
　　 本文主要進行了如下的工作：
　　 (1)采用納秒

3、激光器以線掃描的方式加工硅片，在硅片表面得到了不同寬度的微槽，研究了微槽的寬度對液體流動特性的影響。
　　 (2)采用磁控濺射的方法在加工的硅片表面鍍膜，研究了不同材料的潤濕性對液體流動特性的影響，得出材料的潤濕性越好，液體在槽中的流動特性越好。
　　 (3)采用納秒激光器以線掃描的方式在硅片表面加工了U形微通道，研究了U形微通道中酚酞遇堿變色的反應，得出了在微通道(或微反應器)中同樣可以進行化學反應。而且在微反應器中試