CN115583054A - 一种基于粘度调节的液滴运动速度调控装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于粘度调节的液滴运动速度调控装置及测试方法，装置主要由可塑性润滑基底、润滑油储存腔室、加热层、制冷层、温度传感器和控制器组成。润滑油储存腔室的下部依次为加热层和制冷层，润滑油储存腔室中灌注甲基硅油，上部为开口结构，润滑基底置于其上，润滑基底上部为润滑油膜。在保持振幅和输入频率下，通过改变温度，记录每个温度下所对应的液滴移动速度v2,v3……，此时便可以得到一定体积液滴在固定频率和振幅下，运动速度随基底温度的变化规律。针对不同体积的液滴，重复步骤1到步骤4，便可以获得不同体积液滴运动速度随基底温度的变化规律。操作简便，兼容性好，可以在不改变原有微结构形貌基础上，实现对液滴运动速度的调控。
Description
技术领域
本发明属于液滴导引及输运领域，涉及一种基于粘度调节的液滴运动速度调控装置及测试方法。
背景技术
液滴在固体表面的定向运动行为在防结冰、防污、生物化学检测等领域具有重要的科研与工程应用价值，能够使得液滴沿给定的路线、既定的速度定向运输对工程应用至关重要，其中，液滴定向运动的速度调控是该领域内的瓶颈问题。振动作用下液滴定向运动是通过外界施加振动激励，使得液滴在外力作用下发生周期性形变，导致其三相接触线发生连续扩张和收缩，在非对称表面对液滴前后接触线不对称钉扎作用下，液滴会更容易朝前接触线向前、后接触线向后易于脱钉扎，前接触线向后、后接触线向前难脱钉扎的方向移动，从而产生宏观的液滴连续单向运动的现象。振动激励作用下液滴的单向运动具有运动距离长，运动过程受外界环境影响小等优点，但是，由于液滴三相接触线变化随振幅和频率变化存在明显的迟滞效应，因此，很难通过调节输入振幅和频率对液滴运动速度进行稳定精准调控。
在液滴运动速度调控方面，中国专利CN105797792A提出了“一种数字微流控芯片上的低电压介质液滴驱动方法”，但是这种方法是采用水基表面活性剂环境，不适用于水基液滴的运输。中国专利111255778A提出了“一种光控液滴运动的方法、光控液滴运动微管及其制作方法”，这种方法采用光照来调节液滴的运动，其工作过程中对环境光要求较高，且由于拉普拉斯力的作用在较大体积液滴的情况下作用不明显的原因，不能够实现液滴运动速度大范围调控。中国专利CN107497509A提出了一种“微流控系统及其驱动方法”，其中采用施加电压信号对液滴进行控制，这种方法实现复杂且实现成本较高。
综上，目前液滴导引调控方法均存在明显不足，且没有研究针对振动激励作用下液滴运动速度提出调控方法。因此，针对振动激励作用下液滴定向运动，提出一种简便易实现、低成本的液滴运动速度调控方法是极其有必要的。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于粘度调节的液滴运动速度调控装置及测试方法，可以实现振动激励作用下不同体积液滴在非对称基底表面运动速度的较大范围调节。
技术方案
一种基于粘度调节的液滴运动速度调控装置，其特征在于包括制冷层1、加热层2、润滑油储存腔室3、亲油纤维4、润滑基底5和润滑油膜6；润滑油储存腔室3的下部依次为加热层2和制冷层1，润滑油储存腔室3中灌注甲基硅油，上部为开口结构，润滑基底5置于其上，润滑基底5上部为润滑油膜6；所述润滑基底5中设有亲油纤维4，部分亲油纤维4渗入润滑油储存腔室3的腔体中；所述润滑油储存腔室3腔体中灌注甲基硅油。
还包括温度传感器7和控制器8，温度传感器7置于润滑油膜6上，温度传感器7、加热层2和制冷层1的电源与控制器电连接，温度传感器7将所测温度输出至控制器，控制器控制加热层2和制冷层1的启动电源。
所述加热层2和制冷层1之间，所述润滑油储存腔室3与加热层2之间，均通过导热硅脂进行连接。
所述制冷层为电控半导体制冷片，用于基底降温，处于加热层下方，通过导热硅脂与电加热层相连；整个系统通过控制器进行控制。
所述润滑基底5是：首先；将具有非对称微结构的待翻模基底进行氟化处理，将棉纤维铺设在氟化后的待翻模表面，将PDMS与交联剂以10：1的比例混合后，浇筑在铺设有棉布的连续的锯齿状非对称表面后，烘干固化后将PDMS从待翻模表面剥离使其脱模，获得表面带有微结构，且其内部含有棉布纤维的PDMS基底。
所述甲基硅油的粘度为200mpa.s。
所述润滑油储存腔室3采用具有导热性的金属材料。
一种采用所述基于粘度调节的液滴运动速度调控装置测试液滴运动速度的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将调控装置调至水平状态并置于振动台上，待测试液滴放置在可塑性润滑基底表面的润滑油膜上，使得液滴不在重力作用下发生移动；
步骤2：开启振动台，调节输入电压和频率，使得液滴处于将要发生共振但还未共振的状态，记录此时的输入振幅和频率；
步骤3：启动温度控制，采用加热层2和制冷层1协同工作，在温度传感器的反馈作用下，在不改变步骤2中振幅和频率的条件下，改变平台温度逐渐上升，当液滴刚好发生共振，并且向前移动时，停止升温，并保持温度传感器的温度T1，此时液滴速度记录为v1；
步骤4：保持同一振幅和输入频率，并在步骤3温度基础上逐渐升高可塑性润滑基底表面的润滑油膜上的温度至T2，T3……，记录每个温度下所对应的液滴移动速度v2,v3……，此时得到液滴在固定频率和振幅下，运动速度随基底温度的变化规律。
针对不同体积的液滴，重复步骤1到步骤4，便获得不同体积液滴运动速度随基底温度的变化规律。
有益效果
本发明提出的一种基于粘度调节的液滴运动速度调控装置及测试方法，装置主要由可塑性润滑基底、润滑油储存腔室、加热层、制冷层、温度传感器和控制器组成。所述装置中，可塑性润滑基底材料为PDMS，以便于在基底材料上实现不同微结构的复刻和制备；所述基底材料中含有亲油性的纤维材料，纤维材料一端浸入油腔中，一端埋入PDMS材料中，便于将润滑油输送到材料表面并维持一定的厚度；所述润滑油储存腔室为轻质高导热性材料加工而成，用于储存基底表面所需润滑油，并能实现对温度的敏感调控，所述润滑油储存腔室上端与所述可塑性润滑基底通过结构配合和胶水相连；所述加热层为电加热层，用于为系统加热，处于所述润滑油储存腔室底部，通过导热硅脂与润滑油储存腔室相连；所述制冷层为电控半导体制冷片，用于基底降温，处于加热层下方，通过导热硅脂与电加热层相连；整个系统通过控制器进行控制。
本发明与现有技术相比，具有以下特点：
1.适用范围广阔，只需选择与液滴不相溶的润滑油膜即可实现速度调控；
2.操作简便，兼容性好，可以在不改变原有微结构形貌基础上，实现对液滴运动速度的调控；
3.适用范围大，对于不同体积的液滴均可以实现运动速度的大范围调控。
附图说明
图1为本发明润滑基底的制备流程图
图2为本发明的剖面结构示意图
图中：
1.制冷层2.加热层3.润滑油储存腔室4.亲油纤维5.润滑基底(PDMS)6.润滑油膜7.温度传感器8.控制器
图3为甲基硅油的粘度随温度变化关系图
图4为液滴在振动作用下运动速度随润滑油膜粘度变化关系图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明是通过调节液滴三相接触线在振动作用下一次扩张和收缩过程中跨度的变化范围，实现在一次振动周期内对液滴移动距离的调控，从而来调节振动作用下液滴在非对称基底表面的移动速度。本发明依据的原理是流体内部剪切力对液滴三相接触线移动阻力具有正相关关系，牛顿流体内部剪切力与黏度呈现正相关关系，温度与牛顿流体黏度呈现正相关关系，所以可以通过控温来调控牛顿流体的黏度，来实现对液滴三相接触线移动阻力的调控，从而实现对液滴移动速度的调控。
为实现上述功能及目的，本装置主要由可塑性润滑基底、润滑油储存腔室、加热层、制冷层、温度传感器和控制器组成。所述装置中，可塑性润滑基底材料为PDMS，以便于在基底材料上实现不同微结构的复刻和制备；所述基底材料中含有亲油性的纤维材料，纤维材料一端浸入油腔中，一端埋入PDMS材料中，便于将润滑油输送到材料表面并维持一定的厚度；所述润滑油储存腔室为轻质高导热性材料加工而成，用于储存基底表面所需润滑油，并能实现对温度的敏感调控，所述润滑油储存腔室上端与所述可塑性润滑基底通过结构配合和胶水相连；所述加热层为电加热层，用于为系统加热，处于所述润滑油储存腔室底部，通过导热硅脂与润滑油储存腔室相连；所述制冷层为电控半导体制冷片，用于基底降温，处于加热层下方，通过导热硅脂与电加热层相连；整个系统通过控制器进行控制。
一种基于粘度调节的液滴运动速度调控装置的调控方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：将一定体积的待测试液滴放置在加工好的可塑性润滑基底表面，将基底调至水平，使得液滴不在重力作用下发生移动；
步骤2：开启振动台，调节输入电压和频率至适当范围，使得液滴处于将要发生共振但还未共振的状态，记录此时的输入振幅和频率；
步骤3：开启加热平台，在不改变步骤2中振幅和频率的条件下，使平台温度逐渐上升，当液滴刚好发生共振，并且向前移动时，停止升温，并保持温度T1，此时液滴速度记录为v1；
步骤4：保持振幅和输入频率，并在步骤3温度基础上逐渐升高基底温度至T2，T3……，记录每个温度下所对应的液滴移动速度v2,v3……，此时便可以得到一定体积液滴在固定频率和振幅下，运动速度随基底温度的变化规律；
步骤5：针对不同体积的液滴，重复步骤1到步骤4，便可以获得不同体积液滴运动速度随基底温度的变化规律；
获得以上不同体积液滴随基底温度变化规律后，将其进行量化整理，最终便可以实现调控基底温度对液滴运动速度的调控。
本实施例是一种基于温度调节的液滴运动速度调控装置及方法。
参照图2，对于本实施例中用到的装置，主要由1.制冷层2.加热层3.润滑油储存腔室4.亲油纤维5.润滑基底(PDMS)6.润滑油膜7.温度传感器8.控制器组成。其中所述制冷层1为薄片状结构，形状为矩形，与加热层2通过导热硅脂进行连接，并通过胶水对缝隙进行粘接；所述加热层2通过导热硅脂与润滑油储存腔室进行连接，并通过胶水对边缘缝隙进行粘接，所述加热层2与所述制冷层1，在温度传感器的反馈作用下可以实现对润滑基底表面温度的精准控制；所述润滑油储存腔室3由导热良好的金属加工而成，形状为上部开口的长方体腔体结构，墙体壁厚为0.1mm，腔体中灌注粘度为200mpa.s的甲基硅油，实现对润滑基底表面所需润滑油液的补充，所述腔体通过导热硅脂与所述加热层相连，实现对油腔内部油液温度的控制；所述可塑性润滑基底5为PDMS制成，粘接于润滑油储存腔室上部，本发明中润滑基底中添加亲油性纤维4，可以实现对润滑基底表面油液6的补充；所述温度传感器7放置在润滑基底表面，并于控制器相连接，实现对润滑基底表面温度的实时监控；所述控制器8与所述温度传感器7、制冷层1、加热层2相连，实现对润滑基底表面温度的精准控制，从而实现对液滴运动速度的调控。
所述可塑性润滑基底5制备方法参照图1，首先；将具有非对称微结构的待翻模基底进行氟化处理，将棉纤维铺设在氟化后的待翻模表面，将PDMS与交联剂以10：1的比例混合后，浇筑在铺设有棉布的连续的锯齿状非对称表面后，将其放在温度为80℃的烘箱中烘干15分钟使其固化，固化后将PDMS从待翻模表面剥离使其脱模，此时可以获得表面带有微结构，且其内部含有棉布纤维的PDMS基底；
采用上述系统的调控方法是：
第一，将一定体积的待测试液滴放置在可塑性润滑基底表面，将基底调至水平，使得液滴不在重力作用下发生移动；
第二，开启振动台，调节输入电压和频率至适当范围，使得液滴处于将要发生共振但还未共振的状态，记录此时的输入振幅和频率；
第三，开启加热平台，在不改变步骤2中振幅和频率的条件下，使平台温度逐渐上升，当液滴刚好发生共振，并且向前移动时，停止升温，并保持温度T1，此时液滴速度记录为v1；
第四，保持振幅和输入频率，并在上一步温度基础上逐渐升高基底温度至T2，T3……，记录每个温度下所对应的液滴移动速度v2，v3……，此时便可以得到一定体积液滴在固定频率和振幅下，运动速度随基底温度的变化规律；
第五，针对不同体积的液滴，重复第一步到第四步，便可以获得不同体积液滴运动速度随基底温度的变化规律；
获得以上不同体积液滴随基底温度变化规律后，将其进行量化整理，最终便可以实现调控基底温度对液滴运动速度的调控。
通过以上步骤可以实现通过对温度的调控来调控液滴的运动速度，并且可以对不同体积的液滴进行速度调控，具有广泛的应用场景。
Claims (9)
1.一种基于粘度调节的液滴运动速度调控装置，其特征在于包括制冷层(1)、加热层(2)、润滑油储存腔室(3)、亲油纤维(4)、润滑基底(5)和润滑油膜(6)；润滑油储存腔室(3)的下部依次为加热层(2)和制冷层(1)，润滑油储存腔室(3)中灌注甲基硅油，上部为开口结构，润滑基底(5)置于其上，润滑基底(5)上部为润滑油膜(6)；所述润滑基底(5)中设有亲油纤维(4)，部分亲油纤维(4)渗入润滑油储存腔室(3)的腔体中；所述润滑油储存腔室(3)腔体中灌注甲基硅油。
2.根据权利要求1所述基于粘度调节的液滴运动速度调控装置，其特征在于还包括温度传感器(7)和控制器(8)，温度传感器(7)置于润滑油膜(6)上，温度传感器(7)、加热层(2)和制冷层(1)的电源与控制器电连接，温度传感器(7)将所测温度输出至控制器，控制器控制加热层(2)和制冷层(1)的启动电源。
3.根据权利要求1所述基于粘度调节的液滴运动速度调控装置，其特征在于所述加热层(2)和制冷层(1)之间，所述润滑油储存腔室(3)与加热层(2)之间，均通过导热硅脂进行连接。
4.根据权利要求1所述基于粘度调节的液滴运动速度调控装置，其特征在于所述制冷层为电控半导体制冷片，用于基底降温，处于加热层下方，通过导热硅脂与电加热层相连；整个系统通过控制器进行控制。
5.根据权利要求1所述基于粘度调节的液滴运动速度调控装置，其特征在于所述润滑基底(5)是：首先；将具有非对称微结构的待翻模基底进行氟化处理，将棉纤维铺设在氟化后的待翻模表面，将PDMS与交联剂以10：1的比例混合后，浇筑在铺设有棉布的连续的锯齿状非对称表面后，烘干固化后将PDMS从待翻模表面剥离使其脱模，获得表面带有微结构，且其内部含有棉布纤维的PDMS基底。
6.根据权利要求1所述基于粘度调节的液滴运动速度调控装置，其特征在于所述甲基硅油的粘度为200mpa.s。
7.根据权利要求1所述基于粘度调节的液滴运动速度调控装置，其特征在于所述润滑油储存腔室(3)采用具有导热性的金属材料。
8.一种采用权利要求1～7任一项所述基于粘度调节的液滴运动速度调控装置测试液滴运动速度的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将调控装置调至水平状态并置于振动台上，待测试液滴放置在可塑性润滑基底表面的润滑油膜上，使得液滴不在重力作用下发生移动；
步骤2：开启振动台，调节输入电压和频率，使得液滴处于将要发生共振但还未共振的状态，记录此时的输入振幅和频率；
步骤3：启动温度控制，采用加热层(2)和制冷层(1)协同工作，在温度传感器的反馈作用下，在不改变步骤2中振幅和频率的条件下，改变平台温度逐渐上升，当液滴刚好发生共振，并且向前移动时，停止升温，并保持温度传感器的温度T1，此时液滴速度记录为v1；
步骤4：保持同一振幅和输入频率，并在步骤3温度基础上逐渐升高可塑性润滑基底表面的润滑油膜上的温度至T2，T3……，记录每个温度下所对应的液滴移动速度v2,v3……，此时得到液滴在固定频率和振幅下，运动速度随基底温度的变化规律。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：针对不同体积的液滴，重复步骤1～步骤4，便获得不同体积液滴运动速度随基底温度的变化规律。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000202589A (ja) * | 1999-01-07 | 2000-07-25 | Nippon Steel Corp | 双ドラム式薄板連続鋳造における潤滑方法及び液状潤滑材 |
| JP2012032258A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Osaka City Univ | 液滴移動装置および液滴移動方法 |
| CN102423928A (zh) * | 2011-10-09 | 2012-04-25 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种可降低自驱动Leidenfrost液滴临界温度的复合膜及其制备方法 |
| US20140101962A1 (en) * | 2012-10-11 | 2014-04-17 | Alan Richard Priebe | Dryer transporting moistened medium through heating liquid |
| JP2016136039A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 高知県公立大学法人 | 潤滑層の破断抑制方法および摺動部を有する構造体 |
| CN106873057A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-06-20 | 上海理工大学 | 可控焦距液体透镜阵列的制作方法 |
| CN107023742A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-08 | 胡新嵩 | 一种润滑油净化循环装置 |
| CN107151337A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-09-12 | 浙江工业大学 | 一种液体润湿性能可控的表面制备方法 |
| CN108105573A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-01 | 无锡市飞天油脂有限公司 | 一种自带冷却的润滑油箱 |
| CN110686070A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-14 | 济南大学 | 一种能够自动调节润滑条件的试验台齿轮箱及其调节方法 |
-
2022
- 2022-09-18 CN CN202211133515.XA patent/CN115583054B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000202589A (ja) * | 1999-01-07 | 2000-07-25 | Nippon Steel Corp | 双ドラム式薄板連続鋳造における潤滑方法及び液状潤滑材 |
| JP2012032258A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Osaka City Univ | 液滴移動装置および液滴移動方法 |
| CN102423928A (zh) * | 2011-10-09 | 2012-04-25 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种可降低自驱动Leidenfrost液滴临界温度的复合膜及其制备方法 |
| US20140101962A1 (en) * | 2012-10-11 | 2014-04-17 | Alan Richard Priebe | Dryer transporting moistened medium through heating liquid |
| JP2016136039A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 高知県公立大学法人 | 潤滑層の破断抑制方法および摺動部を有する構造体 |
| CN106873057A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-06-20 | 上海理工大学 | 可控焦距液体透镜阵列的制作方法 |
| CN107023742A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-08 | 胡新嵩 | 一种润滑油净化循环装置 |
| CN107151337A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-09-12 | 浙江工业大学 | 一种液体润湿性能可控的表面制备方法 |
| CN108105573A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-01 | 无锡市飞天油脂有限公司 | 一种自带冷却的润滑油箱 |
| CN110686070A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-14 | 济南大学 | 一种能够自动调节润滑条件的试验台齿轮箱及其调节方法 |
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