CN113976197A - 一种快速切换液滴输运方向的方法 - Google Patents

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Abstract

一种快速切换液滴输运方向的方法，包括电源、开关、可变电阻、螺线管、蛇形导线、超双疏层；所述电源串联开关和可变电阻，所述蛇形导线往返折叠地呈蛇形布置，所述螺线管布置于蛇形导线的线路中，所述超双疏层覆盖于蛇形导线的上方；其中，当开关刚刚接通或可变电阻逐渐变小时，蛇形导线中的电流将逐渐增强，超双疏层上的带有电荷的液滴将快速正向移动；当开关刚刚断开或可变电阻逐渐变大时，蛇形导线中的电流将逐渐减弱，超双疏层上的带有电荷的液滴将快速反向移动。本发明可通过设计微型化在印刷电路板上进行制作，则可构成微型的传感器或测试芯片，用于材料、医疗、生物和微机电等领域。

Description

一种快速切换液滴输运方向的方法
技术领域
本发明涉及液滴输运领域，尤其涉及一种快速切换液滴输运方向的方法。
背景技术
液滴的定向输运的重要性日益凸显。液滴的定向传输的应用范围十分广阔，主要涉及微流控装置和冷凝传热等。学者们已经花费了许多的时间和精力研究液滴的定向传输，采用了多种的方法以实现液滴自发定向输运，包括化学方法、结构梯度和外部能量的输入等。迄今为止，我们还不能够快速地改变液滴传输的方向和速度。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种快速切换液滴输运方向的方法，随着电流导数的波动，可以产生沿着不同方向的电荷梯度，进而驱动着水滴沿着不同的方向加速向前运动。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种快速切换液滴输运方向的方法，包括电源、开关、可变电阻、螺线管、蛇形导线、超双疏层；所述电源串联开关和可变电阻，所述蛇形导线往返折叠地呈蛇形布置，所述螺线管布置于蛇形导线的线路中，所述超双疏层覆盖于蛇形导线的上方；其中，当开关刚刚接通或可变电阻逐渐变小时，蛇形导线中的电流将逐渐增强，超双疏层上的带有电荷的液滴将快速正向移动；当开关刚刚断开或可变电阻逐渐变大时，蛇形导线中的电流将逐渐减弱，超双疏层上的带有电荷的液滴将快速反向移动。
所述液滴可以为携带正电荷的液滴，或者携带负电荷的液滴。
相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：
本发明设有蛇形导线，并在蛇形导线上布置螺线管，从而延长电路的通电时间，并增大电流的电感，还设置有可变电阻，由此通过多方面的作用和配合，对电流导数进行改变，从而改变水滴的运动速度和方向。
本发明可通过设计微型化在印刷电路板上进行制作，则可构成微型的传感器或测试芯片，用于材料、医疗、生物和微机电等领域。
附图说明
图1为本发明电路中的电流逐渐增强时，负电荷水滴运动的示意图；
图2为本发明电路中的电流逐渐减弱时，负电荷水滴运动的示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1～2所示，本实施例一种快速切换液滴输运方向的方法，包括电源、开关、可变电阻、螺线管、蛇形导线、超双疏层；所述电源串联开关和可变电阻，所述蛇形导线往返折叠地呈蛇形布置，所述螺线管设有多个，间隔布置于蛇形导线的线路中；所述超双疏层覆盖于蛇形导线的上方。
本实施例中，将导线往返折叠地布置，以延长电流的通过时间。在电路中添加一些螺线管，以增大电路的电感，迫使电流缓缓地变化。设置可变电阻R，改变电流的通过时间，以满足实验要求。这些设置将有利于携带电荷的水滴得到充分的时间进行加速和移动。在折叠式电路之上，将覆盖一层超双疏材料。携带电荷的水滴将在超双疏层之上进行移动。
所述液滴可以为携带正电荷的液滴，或者携带负电荷的液滴。
本发明的原理如下：
1、当电路开关K刚刚接通(或可变电阻逐渐变小)时，位于超双疏层之下的折叠式电路中的电流将逐渐增强。即电流导数
Figure BDA0003332858300000021
指向右侧。电荷梯度
Figure BDA0003332858300000022
将指向左侧。在超双疏层之上，水滴的运动有三种情况。a)携带正电荷的水滴将向右侧加速移动。b)携带负电荷的水滴将向左侧加速移动(图1)。c)平动的和电中性的水滴将不受到电荷梯度
Figure BDA0003332858300000023
的影响。
当位于超双疏层之下的电流处于稳定状态时，电流导数为零，即
Figure BDA0003332858300000024
电荷梯度
Figure BDA0003332858300000025
Figure BDA0003332858300000026
为零，在超双疏层之上，携带电荷的或电中性的水滴不会受到电荷梯度的影响。
2、当电路开关K刚刚关断(或可变电阻逐渐变大)时，位于超双疏层之下的折叠式电路中的电流将逐渐减弱。即电流导数
Figure BDA0003332858300000027
指向左侧。电荷梯度
Figure BDA0003332858300000028
将指向右侧。在超双疏层之上，水滴的运动有三种情况。a)携带正电荷的水滴将向左侧加速移动。b)携带负电荷的水滴将向右侧加速移动(图2)。c)平动的和电中性的水滴将不受到电荷梯度的影响。
本发明通过电流导数诱导和产生电荷梯度，并能够有效改变电荷梯度的幅值和方向，从而快速改变水滴的运动速度和方向。本发明可通过设计微型化在印刷电路板上进行制作，则可构成微型的传感器或测试芯片，用于材料、医疗、生物和微机电等领域。甚至，其可能用于在星际空间中收集荷电粒子。

Claims (3)

1.一种快速切换液滴输运方向的方法，其特征在于：包括电源、开关、可变电阻、螺线管、蛇形导线、超双疏层；所述电源串联开关和可变电阻，所述蛇形导线往返折叠地呈蛇形布置，所述螺线管布置于蛇形导线的线路中，所述超双疏层覆盖于蛇形导线的上方；其中，当开关刚刚接通或可变电阻逐渐变小时，蛇形导线中的电流将逐渐增强，超双疏层上的带有电荷的液滴将快速正向移动；当开关刚刚断开或可变电阻逐渐变大时，蛇形导线中的电流将逐渐减弱，超双疏层上的带有电荷的液滴将快速反向移动。
2.如权利要求1所述的一种快速切换液滴输运方向的方法，其特征在于：所述螺线管设有多个，间隔布置于蛇形导线的线路中。
3.如权利要求1所述的一种快速切换液滴输运方向的方法，其特征在于：所述液滴可以为携带正电荷的液滴，或者携带负电荷的液滴。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004165201A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 厚膜抵抗体およびその調整装置、ならびに、抵抗値調整方法
CN102416351A (zh) * 2011-09-26 2012-04-18 复旦大学 一种电荷输运微流体芯片系统
CN106944165A (zh) * 2017-03-22 2017-07-14 天津大学 具有液体自驱动定向输运能力的功能界面及其方法与应用
US20180272348A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-27 International Business Machines Corporation Device and Method for Flow and Bead Speed Characterization in Microfluidic Devices
CN110308628A (zh) * 2019-06-28 2019-10-08 电子科技大学 一种基于表面电荷打印制备带电路径、进行生物液滴传输、静电复印及微纳自组装的方法
CN111054610A (zh) * 2019-11-13 2020-04-24 清华大学 一种润湿性可调控的超滑超双疏表面及其油控和制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004165201A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 厚膜抵抗体およびその調整装置、ならびに、抵抗値調整方法
CN102416351A (zh) * 2011-09-26 2012-04-18 复旦大学 一种电荷输运微流体芯片系统
US20180272348A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-27 International Business Machines Corporation Device and Method for Flow and Bead Speed Characterization in Microfluidic Devices
CN106944165A (zh) * 2017-03-22 2017-07-14 天津大学 具有液体自驱动定向输运能力的功能界面及其方法与应用
CN110308628A (zh) * 2019-06-28 2019-10-08 电子科技大学 一种基于表面电荷打印制备带电路径、进行生物液滴传输、静电复印及微纳自组装的方法
CN111054610A (zh) * 2019-11-13 2020-04-24 清华大学 一种润湿性可调控的超滑超双疏表面及其油控和制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAMANEH MASHAGHI等: "Droplet microfluidics: A tool for biology, chemistry", 《TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY》 *
张凯等: "表面能梯度驱动下纳米水滴在不同微结构表面上的运动", 《物理学报》 *

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