CN110787852B - 一种可限定水滴形状的不锈钢网的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可限定水滴形状的不锈钢网的制备方法，属于微流体操控技术领域。该方法将去离子水、0.01～8mol/L硫酸溶液和0.01～4mol/L三氧化铬溶液按质量比1:1:4依次混合，搅拌，获得刻蚀溶液；在20～30℃温度条件下，将50目～1000目的不锈钢网浸入刻蚀溶液中不少于1s；将不锈钢网进行烘干处理；将不锈钢网冲洗后，再次烘干即获得可限定水滴形状的不锈钢网。本方法获得的不锈钢网显示良好的亲水性，并且水滴在不锈钢网表面呈近似长方形或正方形。本方法具有简单、高效、成本低廉等优点。

Description

一种可限定水滴形状的不锈钢网的制备方法
技术领域
本发明属于微流体操控技术领域，具体涉及一种可限定水滴形状的不锈钢网的制备方法。
背景技术
微流体操控技术在芯片实验室、生物医学检测、微量液体操纵等方面都有重要的实际应用价值，因此微流体操控技术也是近年来微纳米制造领域的焦点问题之一。现有的针对微流体形状控制的技术主要通过在基体局部构建所需形状，将液滴限制在形状区域内，进而限定液滴形状。目前，有研究人员报道了基于极端润湿性材料的控制液滴形状的方法(ACS Appl.Mater.Interfaces,2016,8,2942-2949)。研究人员通过化学刻蚀法结合低表面能修饰法制备超疏水铝基体，再通过等离子体处理法结合掩膜法在超疏水铝基体上构建超亲水图案。将水滴滴在极端润湿性铝片上时，水滴在超亲水图案部分铺展，能够显示出特定形状。专利CN201610982269.3公开了一种利用退火处理方法控制二维材料碎片在玻璃基底表面形成特定规则形状的方法。将液滴滴在玻璃基底表面进行退火处理后，特定形状区域外的液滴蒸发，而形状区域内的液滴被保留，得到形状规则的液滴。这些方法都只适合在不具有透过性的板材表面控制液滴形状，不适用于网状结构。
工程上定义基体表面和液滴间接触角小于5°的基体表面具有超亲液性质，液滴能在其表面完全铺展。无论超亲液基体为实体为不具有透过性的板材(ACSAppl.Mater.Interfaces,2016,8,2942-2949)或是具有透过性的多孔材料(J.Mater.Chem.A)，液滴在超亲水表面完全铺展时都呈圆形铺展，最终液滴形状为圆形。本发明对具有方形网孔结构不锈钢网进行低表面能处理，使其达到亲水状态(但未到达超亲水状态)，水滴在制备的不锈钢网表面铺展后，最终呈近似长方形或正方形状态，实现对水滴形状的控制。
发明内容
本发明提出一种简单、高效、成本低廉的浸泡法制备可限定水滴形状的不锈钢网，可使滴落在不锈钢网表面的水滴呈近似长方形或正方形。
本发明的技术方案：
一种可限定水滴形状的不锈钢网的制备方法，步骤如下：
(1)配置溶液：将去离子水、0.01～8mol/L硫酸溶液和0.01～4mol/L三氧化铬溶液按质量比1:1:4依次混合，搅拌，获得刻蚀溶液；
(2)浸泡处理：在20～30℃温度条件下，将50目～1000目的不锈钢网浸入刻蚀溶液中不少于1s；
(3)烘干处理：将浸泡后的不锈钢网在温度为30～150℃的烘箱中干燥不少于3分钟；
(4)冲洗处理：用去离子水冲洗烘干后的不锈钢网；
(5)烘干处理：将用去离子水冲洗后的不锈钢网在温度为30～150℃的烘箱中放置干燥不少于3分钟，即获得可限定水滴形状的不锈钢网。
1μL～20μL水滴从0.1mm～150mm高度滴落至普通不锈钢网表面时，水滴呈圆形；水滴滴落至上述方法制备的不锈钢网表面时，水滴呈近似长方形或正方形。
本发明的有益效果：
(1)本发明方法设备简单，具有易操作、高效率、低成本、易于大批量制备等优点。
(2)本发明方法制备的不锈钢网具有良好的亲水性，水滴在其上的接触角在32.5°左右，并且水滴在不锈钢网表面呈近似长方形或正方形。
附图说明
图1为实施例1中4μL水滴在制备的不锈钢网表面呈方形的图片。
图2为实施例1中4μL水滴在普通不锈钢网表面呈圆形的图片。
图3为实施例1中显微镜下4μL水滴在制备的不锈钢网表面呈方形的图片。
图4为实施例1中显微镜下4μL水滴在普通不锈钢网表面呈圆形的图片。
图5为实施例1中水滴在制备的不锈钢网表面显示亲水性的图片。
图6为实施例1中水滴在普通不锈钢网表面显示疏水性的图片。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1：
剪裁尺寸为2.5×4cm的普通250目不锈钢网。将200mL去离子水、44mL浓硫酸和50gCrO3依次加入烧杯中，并用玻璃棒搅拌至完全溶解，待溶液冷却至室温，获得刻蚀溶液。将普通不锈钢网浸入刻蚀溶液中15s，取出后放入70℃的烘箱中烘10min，烘干后的不锈钢由原来的暗灰色变为暗红色。将烘干后的不锈钢网用去离子水冲洗，并再次放入70℃的烘箱中烘10min取出，烘干后的不锈钢网变为亮灰色，并呈现亲水性，并且4μL水滴在不锈钢网表面呈方形，如图1所示(4μL水滴在普通不锈钢网表面呈圆形，如图2所示)。图3为显微镜下水滴在制备的不锈钢网表面呈方形的照片，图4为显微镜下水滴在普通不锈钢网表面呈圆形的照片。图5为水滴在制备的不锈钢网表面的亲水数码照片，水滴在其上的接触角在32.5°左右(水滴在普通不锈钢网表面接触角为110°，如图6所示)。

Claims (1)

1.一种可限定水滴形状的不锈钢网的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
(1)配置溶液：将去离子水、0.01～8mol/L硫酸溶液和0.01～4mol/L三氧化铬溶液按质量比1:1:4依次混合，搅拌，获得刻蚀溶液；
(2)浸泡处理：在20～30℃温度条件下，将50目～1000目的不锈钢网浸入刻蚀溶液中不少于1s；
(3)烘干处理：将浸泡后的不锈钢网在温度为30～150℃的烘箱中干燥不少于3分钟；
(4)冲洗处理：用去离子水冲洗烘干后的不锈钢网；
(5)烘干处理：将用去离子水冲洗后的不锈钢网在温度为30～150℃的烘箱中放置干燥不少于3分钟，获得可限定水滴形状的不锈钢网。
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