CN106007794A - 一种溶剂诱导超疏水薄膜浸润性变化的方法及用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种溶剂诱导超疏水薄膜浸润性变化的方法：将薄膜进行疏水化处理，获得超疏水薄膜，在所述超疏水薄膜上滴加水滴，在所述水滴的正上方或一侧滴加用于诱导制得的超疏水薄膜浸润性变化的溶剂，待所述溶剂自然挥发后，所述水滴呈现亲水或疏水状态，所述超疏水薄膜浸润性发生变化，所述用于诱导制得的超疏水薄膜浸润性变化的溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、正己烷或四氢呋喃等易挥发有机溶剂中的一种。溶剂诱导浸润性变化可应用于液滴驱动，该方法在调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面具有重要意义。

Description

一种溶剂诱导超疏水薄膜浸润性变化的方法及用途
技术领域
本发明涉及溶剂诱导超疏水薄膜浸润性变化的方法，以及这种浸润性变化方法产生的液滴驱动在调节电沉积方面液体与电极的接触方式方面的用途。
背景技术
响应性材料的研究，特别是智能表面/界面对液体的驱动及运输调控，具有非常重要的意义，在转移、分离、微量测试等领域有着非常广泛的应用前景。人们通过外界刺激改变响应性材料的性质，如材料的分子结构、化学组成及表面形貌等实现了浸润性控制。最近研究人员已经实现了响应性材料表面在外场刺激，如在光(参考文献[1]：X.J.Feng,J.Zhai,L.Jiang,Angew.Chem.Int.Ed.2005,44,5115)、电(参考文献[2]：T.N.Krupenkin,J.A.Taylor,T.M.Schnbider,S.Yang,Langmuri 2004,20,3824)、光电协同(参考文献[3]：D.L.Tian,Q.W.Chen,F.-Q.Nie,J.J.Xu,Y.L.Song,L.Jiang,Adv.Mater.2009,21,3744)等作用下使表面浸润性发生转变。
但目前为止，在响应性的浸润性材料的各种外场刺激中，溶剂诱导浸润性变化以及其诱导液滴运动的方法还没有报道。
另外，使用具有微纳米结构薄膜的电极进行电沉积时，由于基底对电解液的浸润性差异，使得电沉积在薄膜各微纳米阵列结构单元表面的位置不能得到有效控制，而且通常得到的沉积薄膜结构重复性差，而且不均匀。因此，需要提供一种有效能解决上述技术问题的薄膜浸润方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种溶剂诱导超疏水薄膜浸润性变化的方法，本发明的另一目的是提供溶剂诱导浸润性变化产生的液滴驱动在调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面的用途。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种溶剂诱导超疏水薄膜浸润性变化的方法，该方法包括如下步骤：将薄膜进行疏水化处理，获得超疏水薄膜，在所述超疏水薄膜上滴加水滴，在所述水滴的正上方或一侧滴加用于诱导制得的超疏水薄膜浸润性变化的溶剂，待该溶剂自然挥发后，所述水滴呈现亲水或疏水状态，所述超疏水薄膜浸润性发生变化，所述用于诱导制得的超疏水薄膜浸润性变化的溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、正己烷或四氢呋喃等易挥发有机溶剂中的一种。
如上所述的方法，优选地，所述薄膜为微纳米阵列结构膜，所述薄膜的材料为无机、有机高分子材料中的一种。
如上所述的方法，优选地，所述微纳米阵列结构膜是微米到微米尺度、微米到纳米尺度、纳米到纳米尺度的棒阵列结构、管阵列结构或孔阵列结构中的一种。
如上所述的方法，优选地，所述棒阵列结构中，棒的直径为50nm～200μm，棒的长度为0.3μm～500μm；所述管阵列结构中，管的管径为200nm～200μm，管的长度为0.3μm～500μm；所述孔阵列结构中，孔的孔径为200nm～500μm，孔的深度为0.3μm～500μm。
如上所述的方法，优选地，所述无机材料为氧化锌、二氧化硅、二氧化钛或硅中的一种，所述有机高分子材料为聚苯乙烯(PS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)或聚酰胺(PA)中的一种。
如上所述的方法，优选地，所述疏水化处理是指将所述薄膜在氟硅烷氛围中进行2小时的疏水化处理。
如上所述的方法，优选地，所述水滴的大小为5μl。
如上所述方法的应用，优选地，所述超疏水薄膜浸润性发生变化产生的液滴驱动，可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式。
如上所述方法的应用，优选地，所述电沉积的材料包括金、银等。
如上所述的应用是指通过使用溶剂诱导该超疏水薄膜，使之浸润性变化，可以实现固液气三相界面的调控，实现基底从Cassie超疏水态(指液滴与界面之间有空气束缚的状态)到Wenzel态(指液滴与界面之间没有空气束缚，紧密接触的状态)浸润状态的变化调控，可以得到薄膜微纳米阵列结构顶端和各微纳米阵列结构单元表面均匀涂覆的电沉积材料。依据此方法可以在不改变超疏水薄膜本身化学组成及形貌等性质的基础上，得到结构多样化、稳定、尺度均匀的沉积材料，为研究多相界面的化学反应制备微结构提供新的方法。
本发明的溶剂诱导浸润性变化及液滴驱动的方法的原理是基于液液界面相互作用，界面移动中产生的作用力，使得浸润性发生变化以及液滴发生移动。
本发明的方法具有以下的优势：
(1)用于诱导制得的超疏水薄膜浸润性变化的溶剂滴加于超疏水薄膜上的水滴正上方或一侧，作用于超疏水薄膜后，超疏水薄膜表现出不同的浸润性变化。浸润性变化为由原来的Cassie态(指液滴与界面之间有空气束缚的状态)变为Wenzel态(指液滴与界面之间没有有空气束缚，紧密接触的状态)。
(2)单侧滴加溶剂后，液滴在溶剂挥发过程中发生移动。在固定薄膜结构的前提下，本发明中的液滴移动距离会随着所使用溶剂用量的增加而增加，原液滴与移动距离比例最高达1:21，此外，在溶剂使用固定体积的前提下，移动距离也会随着薄膜结构的不同而有变化，并且移动距离的范围在0.40cm-4.23cm之间。
(3)如上所述方法中溶剂诱导超疏水薄膜浸润性变化产生的液滴驱动可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。通过使用溶剂诱导该超疏水薄膜浸润性变化，可以实现固液气三相界面的调控，实现基底从Cassie超疏水态到Wenzel态浸润状态的变化，得到微结构顶端、底端以及两者之间过渡的结构多样化、稳定、尺度均匀的沉积材料，为研究多相界面的化学反应制备微结构提供新的方法。该方法中薄膜表面沉积位置的改变，可以在不改变超疏水薄膜本身化学组成及形貌等性质的基础上，通过溶剂调节表面电解液浸润状态来实现。
附图说明
图1为超疏水的薄膜，在溶剂的诱导下，浸润性发生变化的状态。
图2为本发明提供的溶剂单向诱导下响应性浸润性变化的机理图，水滴在溶剂的诱导下，实现驱动以及浸润性发生变化。
图3为本发明提供的基于溶剂单向诱导液体驱动调节电解液与电极接触方式而制备不同沉积结构的机理图。
具体实施方式
下面请参考附图并结合具体实施例来详细说明本发明。
实施例1
选取微纳米阵列结构膜是氧化锌纳米棒阵列结构，棒直径为50nm，棒长度为0.3μm，在氟硅烷氛围中进行2小时疏水化处理后，取出，获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，当体积为2μl的二氯甲烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝90°)，在此过程中薄膜的浸润性有65°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，使用6μl的二氯甲烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝78°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性发生77°的变化，水滴移动距离为2.18cm。此种溶剂诱导浸润性变化引起的液滴驱动可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
通过使用溶剂诱导该超疏水薄膜浸润性变化，可以实现固液气三相界面的调控，实现将超疏水薄膜从Cassie超疏水态(指液滴与界面之间有空气束缚的状态)到Wenzel态(指液滴与界面之间没有空气束缚，紧密接触的状态)浸润状态的变化调控，可以得到薄膜微纳米阵列结构顶端及其各微纳米阵列结构单元表面均匀涂覆的电沉积材料。此方法可以在不改变超疏水薄膜本身化学组成及形貌等性质的基础上，得到结构多样化、稳定、尺度均匀的沉积材料，为研究多相界面的化学反应制备微结构提供新的方法。该方法中薄膜表面沉积位置的改变，可以在不改变超疏水薄膜本身化学组成及形貌等性质的基础上，通过溶剂调节表面电解液浸润状态来实现。
具体地，在电沉积金的试验中，使用未经溶剂诱导的超疏水薄膜(基底)作为工作电极，本实施例中的超疏水薄膜采用上述氧化锌纳米棒阵列结构，铂电极作为对电极，浓度为0.2-2.5mg/ml的HAuCl4溶液作为电解液，使用0.5-3.0V沉积电位沉积0-1000s，此时电解液只可与薄膜微纳米阵列结构的顶端接触(Cassie态)如图3a所示，由此电沉积得到的金分布在薄膜微纳米阵列结构的顶端如图3c所示；当采用溶剂诱导后的超疏水薄膜缓慢插入电解液中时，电解液能全部浸润超疏水薄膜的微纳米阵列结构(Wenzel态)如图3b所示，按上述条件沉积得到的金均匀分布在各微纳米阵列结构单元的表面，如图3d所示。
在电沉积银的试验中，使用未经溶剂诱导的超疏水薄膜(基底)作为工作电极，本实施例中的超疏水薄膜采用上述氧化锌纳米棒阵列结构，铂电极作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，浓度为0.005mol/L的AgNO3溶液和0.2g/L的十二烷磺酸钠溶液作为电解液，使用-0.2V电位沉积0-1000s，此时电解液只可与薄膜的表面接触(Cassie态)，由此电沉积得到的银分布在薄膜微纳米阵列结构的顶端；当采用溶剂诱导后的超疏水薄膜缓慢插入电解液中时，电解液能全部浸润超疏水薄膜的微纳米阵列结构(Wenzel态)，按上述条件沉积得到的银均匀分布在超疏水薄膜各微纳米阵列结构单元的表面。
实施例2
选取微纳米阵列结构膜是氧化锌微米管阵列结构，微米管的管径为200μm，管长度为500μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，当体积为2μl的二氯甲烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，待溶剂自然挥发后，水滴呈现疏水状态(CA＝136°)，在此过程中薄膜的浸润性发生的变化较小，变化19°。
如图2所示，在获得的超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，使用2μl的二氯甲烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝82°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性发生73°的变化，水滴移动距离为1.60cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述氧化锌微米管阵列结构，试验方法及结果同实施例1。
实施例3
选取微纳米阵列结构膜是二氧化硅纳米管阵列结构，纳米管的管径为200nm，管长度为1μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，当体积为2μl的正己烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝88°)，在此过程中薄膜的浸润性发生67°的变化。
参见图2，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，使用6μl的正己烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝85°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有70°的变化，水滴移动距离为1.90cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述二氧化硅纳米管阵列结构，试验方法及结果同实施例1。
实施例4
选取微纳米阵列结构膜是二氧化钛，微米孔的孔径为500μm，孔的深度为500μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，当体积为2μl的二氯乙烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现疏水状态(CA＝128°)，在此过程中薄膜的浸润性发生27°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，使用6μl的二氯乙烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝75°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有80°的变化，水滴移动距离为2.10cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述二氧化钛，试验方法及结果同实施例1。
实施例5
选取微纳米孔阵列结构膜是硅，孔径为200nm，孔的深度为0.3μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝158°)，当体积为2μl的正己烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝68°)，在此过程中薄膜的浸润性发生90°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝158°)，使用6μl的正己烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝65°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有93°的变化，水滴移动距离为1.69cm。此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述硅，试验方法及结果同实施例1。
实施例6
选取微纳米孔阵列结构膜是氧化锌，孔径为200nm，孔的深度为1μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝156°)，当体积为2μl的四氢呋喃于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝75°)，在此过程中薄膜的浸润性发生81°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝156°)，使用6μl的四氢呋喃于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝72°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有84°的变化，水滴移动距离为3.14cm。此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述氧化锌，试验方法及结果同实施例1。
实施例7
选取微纳米孔阵列结构膜是PS(聚苯乙烯)，孔径为200nm，孔的深度为0.3μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝153°)，当体积为2μl的二氯甲烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝73°)，在此过程中薄膜的浸润性发生80°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝153°)，使用6μl的二氯甲烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝68°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有85°的变化，水滴移动距离为1.98cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述PS，试验方法及结果同实施例1。
实施例8
选取微纳米阵列结构膜是PDMS(聚二甲基硅氧烷)为纳米管阵列结构，其纳米管的管径为200nm，管长度为0.3μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝152°)，当体积为8μl的正己烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝70°)，在此过程中薄膜的浸润性发生82°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝152°)，使用10μl的正己烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝75°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有77°的变化，水滴移动距离为1.56cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述PDMS，试验方法及结果同实施例1。
实施例9
选取微纳米阵列结构膜是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)微米管阵列结构，其微米管的管径为200μm，管长度为500μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝156°)，当体积为2μl的二氯甲烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现疏水状态(CA＝125°)，在此过程中薄膜的浸润性发生31°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝156°)，使用2μl的二氯甲烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝85°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有71°的变化，水滴移动距离为3.80cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述PMMA微米管阵列结构，试验方法及结果同实施例1。
实施例10
微纳米阵列结构膜是PC(聚碳酸酯)微米管阵列结构，其微米管管径为200μm，管长度为500μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝151°)，当体积为2μl的二氯乙烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现疏水状态(CA＝116°)，在此过程中薄膜的浸润性发生35°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝151°)，使用2μl的二氯乙烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝78°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有73°的变化，水滴移动距离为4.12cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述PC微米管阵列结构，试验方法及结果同实施例1。
实施例11
选取微纳米阵列结构膜是PE(聚乙烯)微米棒阵列结构，棒直径为200μm，棒长度为500μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝158°)，当体积为2μl的四氢呋喃于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现疏水状态(CA＝115°)，在此过程中薄膜的浸润性发生43°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝158°)，使用2μl的四氢呋喃于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝67°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有91°的变化，水滴移动距离为2.30cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述PE微米棒阵列结构试验方法及结果同实施例1。
实施例12
选取微纳米阵列结构膜是PP(聚丙烯)纳米管阵列结构，纳米管的管径为50nm，管长度为0.3μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝153°)，当体积为2μl的二氯甲烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝75°)，在此过程中薄膜的浸润性发生78°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝153°)，使用2μl的二氯甲烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝87°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有66°的变化，水滴移动距离为2.95cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述PP纳米管阵列结构，试验方法及结果同实施例1。
实施例13
选取微纳米阵列结构膜是PVC(聚氯乙烯)微米管阵列结构，微米管的管径为200μm，管的长度为500μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝159°)，当体积为2μl的二氯乙烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现疏水状态(CA＝125°)，在此过程中薄膜的浸润性发生34°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝159°)，使用2μl的二氯乙烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝73°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有86°的变化，水滴移动距离为4.03cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述PVC微米管阵列结构，试验方法及结果同实施例1。
实施例14
选取微纳米阵列结构膜是PA(聚酰胺)纳米棒阵列结构，棒直径为50nm，棒长度为0.3μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，当体积为2μl的正己烷于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝75°)，在此过程中薄膜的浸润性发生80°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝155°)，使用2μl的正己烷于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝66°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有89°的变化，水滴移动距离为1.68cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述PA纳米棒阵列结构，试验方法及结果同实施例1。
实施例15
选取微纳米阵列结构膜是PA(聚酰胺)微米管阵列结构，微米管的管径为200μm，管的长度为500μm，在氟硅烷氛围中疏水化处理2小时后取出，即获得超疏水薄膜。
如图1所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝157°)，当体积为2μl的四氢呋喃于水滴正上方滴落后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现疏水状态(CA＝118°)，在此过程中薄膜的浸润性发生39°的变化。
如图2所示，在该超疏水薄膜上滴5μl的水滴，此时水滴呈现超疏水状态(CA＝157°)，使用2μl的四氢呋喃于水滴一侧滴加后，在水滴与溶剂的相互作用下，使得待溶剂自然挥发后，水滴呈现亲水状态(CA＝73°)，并且实现了液滴驱动，在此过程中薄膜的浸润性有84°的变化，水滴移动距离为3.28cm。
此种溶剂诱导浸润性变化引起液滴驱动的方法可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式等方面。
具体电沉积试验，本实施例中的超疏水薄膜采用上述PA微米管阵列结构，试验方法及结果同实施例1。

Claims (9)

1.一种溶剂诱导超疏水薄膜浸润性变化的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：将薄膜进行疏水化处理，获得超疏水薄膜，在所述超疏水薄膜上滴加水滴，在所述水滴的正上方或一侧滴加用于诱导制得的超疏水薄膜浸润性变化的溶剂，待该溶剂自然挥发后，所述水滴呈现亲水或疏水状态，所述超疏水薄膜浸润性发生变化，所述用于诱导制得的超疏水薄膜浸润性变化的溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、正己烷或四氢呋喃等易挥发有机溶剂中的一种。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄膜为微纳米阵列结构膜，所述薄膜的材料为无机、有机高分子材料中的一种。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述微纳米阵列结构膜是微米到微米尺度、微米到纳米尺度、纳米到纳米尺度的棒阵列结构、管阵列结构或孔阵列结构中的一种。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述棒阵列结构中，棒的直径为50nm～200μm，棒的长度为0.3μm～500μm；所述管阵列结构中，管的管径为200nm～200μm，管的长度为0.3μm～500μm；所述孔阵列结构中，孔的孔径为200nm～500μm，孔的深度为0.3μm～500μm。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无机材料为氧化锌、二氧化硅、二氧化钛或硅中的一种，所述有机高分子材料为聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚酰胺中的一种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述疏水化处理是指将所述薄膜在氟硅烷氛围中进行2小时的疏水化处理。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水滴的大小为5μl。
8.如权利要求1-7中任一所述方法的应用，其特征在于，所述超疏水薄膜浸润性发生变化产生的液滴驱动，可应用于调节电沉积方面液体与电极的接触方式。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述电沉积的材料包括金、银。
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