CN113976197B - 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
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。即电流导数指向右侧。电荷梯度将指向左侧。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。即电流导数指向左侧。电荷梯度将指向右侧。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 (2)
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,即电流导数指向右侧;电荷梯度▽q,将指向左侧;在超双疏层之上,液滴的运动有三种情况:a)携带正电荷的液滴将向右侧加速移动,b)携带负电荷的液滴将向左侧加速移动,c)平动的和电中性的液滴将不受到电荷梯度▽q的影响;
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。
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