CN113686732A - 平台液滴探针及制备方法、液滴摩擦力和法向力检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种平台液滴探针及制备方法、液滴摩擦力和法向力检测方法，所述检测固液界面法向力的方法包括S1：将平台液滴探针的悬臂安装在原子力显微镜的探针保持器上；S2：驱动平台液滴探针中的液滴逐渐靠近基底；S3：记录步骤1过程中产生的法向力；S4：在法向力达到预定值后，停止驱动液滴；S5：驱动液滴远离基底，并记录悬臂弯曲变形产生的法向力。所述检测固液界面横向摩擦力的方法包括S1：将平台液滴探针的悬臂安装在原子力显微镜上；S2：将平台液滴探针中的液滴与基底接触；S3：使液滴在基底移动；S4：记录步骤S2中所产生的横向力。本发明的检测固液界面法向力的方法和检测固液界面横向摩擦力的方法具有操作简单、检测结果准确等优点。

Description

平台液滴探针及制备方法、液滴摩擦力和法向力检测方法

技术领域

本发明属于材料物理性质检测领域，具体地，涉及一种平台液滴探针及制备方法、液滴摩擦力和法向力检测方法。

背景技术

液体输送是日常生活和工业制造中常见的现象，在液体输运过程中，液体和固体表面会发生相对运动从而产生摩擦，液滴在固体表面运动所产生的摩擦力可以反映液体在固体表面的输运性质。

相关技术中，制备液滴探针的方法涉及金片改性，制备过程复杂，且需用到金片，成本较高。而且，液滴探针仅适用于测量液滴与基底之间的法向力，无法测量液滴与基底之间的摩擦力。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种结构简单稳固、成本低的平台液滴探针。

本发明的实施例提出一种制备工艺简单、制备成本低的平台液滴探针制备方法。

本发明的实施例提出一种检测结果准确、步骤简单的检测固液界面法向力的方法。

本发明的实施例提出一种操作简单、误差小的检测固液界面横向摩擦力的方法。

根据本发明实施例的平台液滴探针包括：悬臂；吸附平台，所述吸附平台设在所述悬臂上，所述吸附平台具有吸附面，所述吸附面适于吸附液滴，所述吸附平台由硬质小球溶解制得；液滴，所述液滴吸附在探测平台的所述吸附面上。

根据本发明实施例的平台液滴探针，通过悬臂、吸附平台和液滴的设置，能够将液滴牢固的吸附在吸附面上，有效避免液滴在平台液滴探针运动过程中的脱落，适用于测量特定液滴与特定固体基底形成的固液界面间的相互作用。

在本发明的一些实施例中，所述悬臂包括在所述悬臂的长度方向上彼此相连的第一段和第二段，所述第一段横截面积沿从所述第一段到所述第二段的方向逐渐增大，所述第一段背离所述第二段的端部形成所述悬臂的自由端，所述吸附平台设在所述第一段上。

在本发明的一些实施例中，所述吸附面为圆形。

在本发明的一些实施例中，所述硬质小球的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、铁或氧化铁的任一种，且所述硬质小球得直径为20μm-100μm。

在本发明的一些实施例中，所述液滴的直径和所述吸附面的直径之比为1.25-1.50。

在本发明的一些实施例中，所述液滴的直径为25μm-110μm，所述液滴的种类为水性液滴、油性液滴或离子液体液滴的任一种。

在本发明的一些实施例中，所述吸附平台通过环氧胶粘剂粘贴在所述悬臂上。

根据本发明实施例的平台液滴探针制备方法，包括以下步骤：S1：在悬臂上涂抹胶黏剂，利用胶黏剂将硬质小球粘贴在所述悬臂上，并在无尘环境中静置第一预设时间以凝固所述胶黏剂；S2：将少量所述溶解剂涂至载玻片上，所述硬质小球与所述溶解剂接触以溶解所述硬质小球，驱动所述硬质小球沿所述载玻片的平面移动，以使所述硬质小球溶解形成吸附平台；S3：利用喷雾器在基底上制取大量微米级液滴，利用光学显微镜在所述基底上寻找到直径为25μm-110μm的待粘液滴，调整所述吸附平台的吸附面中心与所述液滴中心重合，所述吸附面与所述液滴接触，并静置第二预设时间以吸附所述液滴。

根据本发明实施例平台液滴探针制备方法，通过步骤S1-步骤S3，制备平台液滴探针制备工艺简单、成本低廉且制备的平台液滴探针结构稳定。

根据本发明实施例的检测固液界面法向力的方法包括如下步骤：S1：将上述实施例任一项的平台液滴探针的悬臂安装在原子力显微镜的探针保持器上；S2：驱动所述平台液滴探针中的液滴逐渐靠近基底；S3：利用所述原子力显微镜记录步骤1过程中悬臂弯曲变形的产生的法向力；S4：在所述悬臂受到的所述法向力达到预定值后，停止驱动所述液滴靠近所述基底；S5：驱动所述液滴远离所述基底，直至所述液滴脱离所述基底，并利用所述原子力显微镜记录在此过程中所述悬臂弯曲变形产生的法向力；S6：更换不同材质的所述基底，重复步骤S1-步骤S5。

根据本发明实施例的检测固液界面横向摩擦力的方法包括如下步骤：S1：将上述实施例任一项的平台液滴探针的悬臂安装在原子力显微镜的探针保持器上；S2：将所述平台液滴探针中的液滴与基底接触；S3：驱动悬臂使所述液滴在所述基底上移动；S4：通过所述原子力显微镜记录步骤S2中所述悬臂受力偏转所产生的横向力；S5：更换不同材质的所述基底，重复步骤S1-步骤S4。

附图说明

图1是本发明实施例平台液滴探针的结构示意图。

图2是本发明实施例平台液滴探针制备方法的涂抹环氧胶粘剂结构示意图。

图3是本发明实施例平台液滴探针制备方法的粘贴硬质小球的结构示意图。

图4是本发明实施例平台液滴探针制备方法摩擦溶解硬质小球的结构示意图。

图5是本发明实施例平台液滴探针制备方法制备吸附平台的结构示意图。

图6是本发明实施例的水滴和聚四氟乙烯固体基底在十六烷介质中的法向力和探针位移的曲线图。

图7是本发明实施例的水滴和聚四氟乙烯固体基底在十六烷介质中的横向摩擦力随着滑动距离的曲线图。

附图标记：

平台液滴探针100；

悬臂1；第一段11；第二段12；吸附平台2；硬质小球21；液滴3；环氧胶粘剂4；基底5；溶解剂6；载玻片7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图1描述根据本发明实施例的平台液滴探针。

如图1所示，根据本发明实施例的平台液滴探针包括悬臂1、吸附平台2和液滴3。

吸附平台2设在悬臂1上，吸附平台2具有吸附面(图中未示意出)，吸附面适于吸附液滴3，吸附平台2由硬质小球21溶解制得。

液滴3吸附在探测平台的吸附面上。

根据本发明实施例的平台液滴探针100，吸附平台2由硬质小球21溶解制得，从而增大了吸附平台2的吸附能力，能够将液滴3牢固的吸附在吸附面上，有效的避免平台液滴探针100在实验过程中脱落，保证实验的成功率，而且由于吸附平台2的设置，能够放大悬臂1的偏转程度，提高了实验结果的准确性。

在一些实施例中，悬臂1包括在悬臂1的长度方向(如图1所示的左右方向)上彼此相连的第一段11和第二段12，第一段11横截面积沿从第一段11到第二段12的方向逐渐增大，第一段11背离第二段12的端部形成悬臂1的自由端，吸附平台2设在第一段11上。

具体地，如图1所示，悬臂1的第一段11的横截面积从左到右逐渐减小并在第一段11的左端形成尖端，吸附平台2设在第一段11上且邻近尖端设置。由此，平台液滴探针100在进行实验时，可使得第一段11发生的形变更加明显。

在一些实施例中，吸附面为圆形。由此使得液滴3更完全的吸附在吸附面上，防止液滴3在吸附面上发生滑动，保证了实验结果的准确性。

可以理解的是：吸附面不限于此，例如吸附面也可以为椭圆形、矩形、多边形等。

在一些实施例中，硬质小球21的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、铁或氧化铁的任一种。具体地，硬质小球21的材质可为能缓慢溶解于特定有有机溶剂溶解剂6中的聚合物，包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯等，特定有机溶剂溶解剂6溶解剂包括但不限于酮类溶剂。硬质小球21的材质也可为能缓慢溶解于酸溶液中的物质，包括但不限于金属、金属氧化物或盐等，例如：铁、氧化铁或钛酸钡，酸溶液溶解剂包括但不限于硫酸、磷酸等酸。从而将硬质小球21溶解成半球形或近半球形。

在一些实施例中，液滴3的种类为水性液滴3、油性液滴3或离子液体液滴3的任一种。具体地，液滴3的种类可根据实际需要进行选择。例如，液滴3的种类可以为纯水、十六烷或1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺等等。

在一些实施例中，在选取液滴3和吸附平台2的材质时，所选吸附平台2的吸附面与所选液滴3之间的吸附作用应大于所选液滴3与所选基底5(基底5为实验过程中，与液滴3发生接触或相对滑动的实验设备)之间的吸附作用，且所选吸附平台2不可溶解于所选液滴3，从而保证吸附平台2能够吸附液滴3，以保证实验测量的可行性和准确性。

优选地，可选择吸附平台2的材质为聚甲基丙烯酸甲酯，选择液滴3的种类为纯水液滴3，选择基底5的材质为疏水聚四氟乙烯，则可有效测量纯水与聚四氟乙烯间的法向力和摩擦力等性能。

在一些实施例中，硬质小球21得直径为20μm-100μm。具体地，硬质小球21的直径可以根据需要进行选择，例如：硬质小球21的直径可以为20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm任一长度。通过摩擦溶解法将硬质小球21溶解为吸附平台2，对应制得的吸附平台2的吸附面的直径应为20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm等。

在一些实施例中，液滴3的直径为25μm-110μm。具体地，液滴3的直径可以根据实际需要进行选择，例如：硬质小球21的直径可以为25μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm或110μm任一长度。

在一些实施例中，液滴3的直径和吸附面的直径之比为1.25-1.50。具体地，液滴3的直径可以根据吸附面的直径确定，例如：吸附平台2的吸附面的直径为20μm时，液滴3的直径可为25-30μm，吸附平台2的吸附面的直径为60μm时，液滴3的直径可以为75-90μm等。由此，不仅有利于探针的制备，而且确保检测结果的准确性。

本发明人通过实验研究发现：当液滴3的直径和吸附面的直径之比小于1.25，液滴3不能完全铺展在吸附平台2的吸附面上，平台液滴探针100运动过程中液滴3将在吸附面内自由运动，无法确保测量液滴3与基底5样品之间的法向相互作用或横向摩擦力等性能的准确性。

若液滴3的直径和吸附面的直径之比大于1.50，将使得液滴3过重，液滴3与基底5的粘附作用容易超过液滴3与吸附平台2的吸附面的粘附作用，导致液滴3容易从吸附面掉落，导致平台液滴探针100运动过程中液滴3松动甚至脱落，影响测量结果的准确性。本发明实施例中通过控制液滴3的直径与吸附平台2的吸附面的直径之比为1.25-1.50，不仅有利于平台液滴探针100的制备，还可以确保检测结果的准确性和稳定性。

在一些实施例中，吸附平台2通过环氧胶粘剂4粘贴在悬臂1上。具体地，环氧胶粘剂4设在悬臂1和吸附平台2之间，从而使得吸附平台2固定在悬臂1上，保证了平台液滴探针100的稳固性和可靠性，确保液滴3在测量过程中不会出现晃动导致脱落，提高了测量结果的准确性。

本发明的实施例的平台液滴探针制备方法，包括以下步骤：

S1：在悬臂1上涂抹胶黏剂，利用胶黏剂将硬质小球21粘贴在悬臂1上，并在无尘环境中静置第一预设时间以凝固胶黏剂。

具体地，如图2-3所示，将环氧胶粘剂3提取至载玻片7上，利用洗耳球对准载玻片7表面上的环氧胶粘剂3反复吹气，得到较薄的胶黏层，将胶黏剂与悬臂1的第一端且邻近尖端位置接触，等待3至5秒后抬起，第一段11上将残留适量胶黏剂，将硬质小球21与悬臂1上的胶黏剂接触15-30秒，确保硬质小球21粘接在悬臂1上，并将其至于无尘环境保持至少16个小时，等待胶黏剂充分固化。

S2：将少量溶解剂涂至载玻片7上，硬质小球21与溶解剂接触以溶解硬质小球21，驱动硬质小球21沿载玻片7的平面移动，以使硬质小球21溶解形成吸附平台2。

具体地，如图4-5所示，在载玻片7上涂抹溶解剂并形成溶解剂层，将硬质小球21与溶解剂层接触，并在溶解剂层上反复滑动产生摩擦，使得硬质小球21在溶解剂层中加速溶解，形成半球形吸附平台2。

S3：利用喷雾器在基底5上制取大量微米级液滴3，利用光学显微镜在基底5上寻找到直径为25μm-110μm的待粘液滴3，调整吸附平台2的吸附面中心与液滴3中心重合，吸附面与液滴3接触，并静置第二预设时间以吸附液滴3。

根据本发明实施例的平台液滴探针制备方法,通过步骤S1、步骤S2和步骤S3，从而制成平台液滴探针100，且工艺简单、成本低，而且制备得到的平台液滴探针100结构稳固，且吸附在硬质平台的吸附面的液滴3在探针运动过程中不易脱落。

本发明的实施例的检测固液界面法向力的方法，包括如下步骤：

S1：将平台液滴探针100的悬臂1安装在原子力显微镜的探针保持器上。具体地，将悬臂1固定在原子力显微镜的探针保持器上，并设定液滴3与基底5的接触载荷的阀值，从而通过原子力显微镜带动悬臂1进行运动。

S2：驱动平台液滴探针100中的液滴3逐渐靠近基底5。

S3：利用原子力显微镜记录步骤1过程中悬臂1弯曲变形的产生的法向力。具体地，液滴3缓慢的靠近基底5，在平台液滴探针100的液滴3与基底5的距离减小至一定距离后，液滴3与基底5之间将会产生某些微观作用力(如双电层力或范德华力等)，导致液滴3与基底5相互排斥或者吸引，从而使得悬臂1受力产生微小的变形，平台液滴探针100和基底5的距离进一步减小，液滴3会和基底5直接接触形成固液界面，此后液滴3在挤压作用下发生变形，通过原子力显微镜得到相应的电压信号，并结合平台液滴探针100的刚度和灵敏度可将电压信号转化为力信号，从而得到液滴3在接近基底5表面的过程中的法向相互作用。

S4：在悬臂1受到的法向力达到预定值后，停止驱动液滴3靠近基底5。

S5：驱动液滴3远离基底5，直至液滴3脱离基底5，并利用原子力显微镜记录在此过程中悬臂1弯曲变形产生的法向力。

具体地，将液滴3远离基底5，由于液滴3与基底5形成的固液界面存在粘附作用力，液滴3不能立马与基底5分离，在平台液滴探针100往上抬起的过程中，液滴3与基底5间的接触压力逐渐减小，液滴3变形减小，悬臂1向上翘曲的程度减小。由此，固液界面存在的粘附作用力会导致悬臂1逐渐向下弯曲，由于悬臂1弯曲产生的力大于固液界面存在的粘附作用力，液滴3将会突然与基底5相分离，并通过原子力显微镜记录下液滴3与基底5分离瞬间由于悬臂1向下弯曲产生的电压信号，并将其转化为力信号。

S6：更换不同材质的基底5，重复步骤S1-步骤S5。

根据本发明实施例检测固液界面法向力的方法，通过步骤S1-步骤S6，从而检测某种特定液滴3靠近或远离某种特定基底5时产生的法向力的大小，即可测得液滴3与基底5形成的固液界面的粘附作用，为研究液滴3和固体表面之间的相互作用对解决液体输送过程中产生的问题具有重要指导价值。

可以理解的是：通过改变平台液滴探针100接近或脱离基底5表面的速度，从而测得液滴3与基底5在不同速度下的法向相互作用。调节液滴3与基底5的接触时间，从而测得接触时间对固液界面法向相互作用的影响规律、改变液滴3种类(如，水滴、油滴等)、改变基底5种类(如聚四氟乙烯基底5)、改变环境介质(如空气介质、十六烷介质等)，从而测得不同的固液界面在不同环境介质中的法向相互作用。

下面描述本发明一些具体示例的检测固液界面法向力的方法。

本实施例中选用液滴3类型为水滴，基底5材料为聚四氟乙烯，环境介质为十六烷，测量了平台水滴探针与聚四氟乙烯基底5在十六烷介质中的法向相互作用。

S1：将带有水滴的平台液滴探针100的悬臂1安装在原子力显微镜的探针保持器上。

S2：将平台液滴探针100和所述基底5浸没于十六烷中。

S3：驱动平台液滴探针100中的水滴逐渐靠近聚四氟乙烯基底5。

S3：利用原子力显微镜记录步骤1过程中悬臂1弯曲变形的产生的法向力。

S4：在悬臂1受到的法向力达到预定值后，停止驱动水滴靠近基底5。

S5：驱动水滴远离基底5，直至水滴脱离基底5，并利用原子力显微镜记录在此过程中悬臂1弯曲变形产生的法向力。

S6：以横坐标为平台液滴探针100的位移，纵坐标为悬臂1受到的法向力，绘制曲线图。

发明人通过实验观测可以得出如下结论：观测水滴逐渐接近基底5表面的过程中，可以看到在距离较远时无相互作用力，然后水滴与基底5表面接触后水滴受到挤压发生变形，从而悬臂1所受的法向力逐渐增大。

如图6所示，在水滴逐渐远离基底5表面的过程中，水滴变形程度逐渐减小使得悬臂1所受的法向力也随之减小，由于固液界面粘附作用的存在，在法向力减小为零时水滴并未与基底5完全分离，随着平台液滴探针100继续升高，平台液滴探针100受到向下的拉扯作用使得测得的法向力为负值，接着水滴突然与基底5分离，悬臂1不再受力从而法向力跳变为零，测得水滴与基底5之间的粘附力约为1.1nN。因此，通过以上实验结果表明了使用该平台液滴探针100测量固液界面法向相互作用的可行性和可靠性。

本发明的实施例的检测固液界面横向摩擦力的方法，包括如下步骤：

S1：将平台液滴探针100的悬臂1安装在原子力显微镜的探针保持器上。将悬臂1粘胶固定在原子力显微镜的探针保持器上，从而通过原子力显微镜带动悬臂1进行运动。

S2：将平台液滴探针100中的液滴3与基底5接触。具体地，对平台液滴探针100施加一定的载荷，使得驱动液滴3与基底5接触，且载荷不宜过大，防止液滴3由于挤压作用偏离吸附平台2。

S3：驱动悬臂1使液滴3在基底5上移动。具体地，驱动平台液滴探针100以缓慢的速度和适当的滑动距离在基底5表面进行往复地直线滑动，使得液滴3与基底5间发生相对运动。

S4：通过原子力显微镜记录步骤S2中悬臂1受力偏转所产生的横向力。具体地，由于基底5的存在产生阻碍相对运动的摩擦力，平台液滴探针100的悬臂1将发生偏转，原子力显微镜获得相应的电压信号，结合平台液滴3的探针的横向灵敏度即可获得摩擦力的数值。

S5：更换不同材质的基底5，重复步骤S1-步骤S4。

根据本发明实施例检测固液界面横向摩擦力的方法，通过步骤S1-步骤S5，从而检测某种特定液滴3在某种特定基底5滑动时产生摩擦力的大小，因此，为研究液滴3和固体表面之间的相互作用以及解决液体输送过程中产生的问题产生重要的研究价值。

可以理解的是：通过改变施加的载荷或平台液滴探针100的滑动速度，从而测量液滴3与基底5在不同载荷下和不同滑动速度下的摩擦力。改变液滴3种类(如，水滴、油滴等，改变)、基底5种类(如聚四氟乙烯基底5，二维材料基底5等)、改变环境介质(如空气介质、十六烷介质等)可以测得不同的固液界面在不同环境介质中的摩擦。

在一些实施例中，液滴3的滑动速度小于50um/s。当液滴3滑动速度大于50um/s将导致液滴3与吸附平台2脱落，由此，液滴3的滑动速度小于50um/s，能够保证实验顺利地进行。

在一些实施例中，液滴3的滑动距离大于液滴3的直径。由于，液滴3及基底5存在接触后存在粘附作用，液滴3的滑动距离不能过小，否则导致液滴3不能与基底5发生相对运动，由此，液滴3的滑动距离大于液滴3的直径，以保证液滴3与基底5发生相对运动。

下面描述本发明一些具体示例的检测固液界面横向摩擦力的方法。

本实施例中选用液滴3类型为水滴，基底5材料为聚四氟乙烯，环境介质为十六烷，测量了平台水滴探针与聚四氟乙烯基底5形成的固液界面在十六烷介质中的摩擦力。

S1：将带有水滴的平台液滴探针100的悬臂1安装在原子力显微镜的探针保持器上。

S2：将平台液滴探针100和所述基底5浸没于十六烷中。

S2：将平台液滴探针100中的水滴与基底5接触。

S3：驱动悬臂1使液滴3在基底5的平面上反复移动。

S4：通过原子力显微镜记录步骤S3中悬臂1受力偏转所产生的横向力。

S5：以横坐标为平台液滴探针100的位移，纵坐标为悬臂1受到的法向力，绘制曲线图。

发明人通过实验观测可以得出如下结论：如图7所示，当探针开始运动时，由于水滴与基底5存在粘附作用，水滴和基底5表面并未发生相对运动，此时为静摩擦阶段，水滴变形程度逐渐增大从而导致悬臂梁偏转程度随之增大，使得探针所受的静摩擦力逐渐增大。当横向力到达一定阈值后，水滴与基底5表面开始产生相对运动，进入动摩擦阶段，此时探针所受动摩擦力较为平稳，测得动摩擦力为1.4nN。以上实验结果表明了使用该平台液滴探针100测量固液界面摩擦力的可行性和可靠性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种平台液滴探针，其特征在于，包括：

悬臂；

吸附平台，所述吸附平台设在所述悬臂上，所述吸附平台具有吸附面，所述吸附面适于吸附液滴，所述吸附平台由硬质小球溶解制得；

液滴，所述液滴吸附在探测平台的所述吸附面上。

2.根据权利要求1所述的平台液滴探针，其特征在于，所述悬臂包括在所述悬臂的长度方向上彼此相连的第一段和第二段，所述第一段横截面积沿从所述第一段到所述第二段的方向逐渐增大，所述第一段背离所述第二段的端部形成所述悬臂的自由端，所述吸附平台设在所述第一段上。

3.根据权利要求1所述的平台液滴探针，其特征在于，所述吸附面为圆形。

4.根据权利要求3所述的平台液滴探针，其特征在于，所述硬质小球的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、铁或氧化铁的任一种，且所述硬质小球的直径为20μm-100μm。

5.根据权利要求3所述的平台液滴探针，其特征在于，所述液滴的直径和所述吸附面的直径之比为1.25-1.50。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的平台液滴探针，其特征在于，所述液滴的直径为25μm-110μm，所述液滴的种类为水性液滴、油性液滴或离子液体液滴的任一种。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的平台液滴探针，其特征在于，所述吸附平台通过环氧胶粘剂粘贴在所述悬臂上。

8.一种平台液滴探针制备方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1：在悬臂上涂抹胶黏剂，利用胶黏剂将硬质小球粘贴在所述悬臂上，并在无尘环境中静置第一预设时间以凝固所述胶黏剂；

S2：将少量溶解剂涂至载玻片上，所述硬质小球与所述溶解剂接触以溶解所述硬质小球，驱动所述硬质小球沿所述载玻片的平面移动，以使所述硬质小球溶解形成吸附平台；

S3：利用喷雾器在基底上制取大量微米级液滴，利用光学显微镜在所述基底上寻找到直径为25μm-110μm的待粘液滴，调整所述吸附平台的吸附面中心与所述液滴中心重合，所述吸附面与所述液滴接触，并静置第二预设时间以吸附所述液滴。

9.一种检测固液界面法向力的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将权利要求1-6中任一项的平台液滴探针的悬臂安装在原子力显微镜的探针保持器上；

S2：驱动所述平台液滴探针中的液滴逐渐靠近基底；

S3：利用所述原子力显微镜记录步骤1过程中悬臂弯曲变形的产生的法向力；

S4：在所述悬臂受到的所述法向力达到预定值后，停止驱动所述液滴靠近所述基底；

S5：驱动所述液滴远离所述基底，直至所述液滴脱离所述基底，并利用所述原子力显微镜记录在此过程中所述悬臂弯曲变形产生的法向力；

S6：更换不同材质的所述基底，重复步骤S1-步骤S5。

10.一种检测固液界面横向摩擦力的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将权利要求1-6中任一项的平台液滴探针的悬臂安装在原子力显微镜的探针保持器上；

S2：将所述平台液滴探针中的液滴与基底接触；

S3：驱动悬臂使所述液滴在所述基底上移动；

S4：通过所述原子力显微镜记录步骤S2中所述悬臂受力偏转所产生的横向力；

S5：更换不同材质的所述基底，重复步骤S1-步骤S4。

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