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化学进展 2021年第1期33卷 78-86页

作者：薛銮栾李会增李安赵志鹏宋延林中国科学院化学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

驱动液滴实现各种动态行为在生物医学、微流控、痕量检测等领域具有重要应用。液滴的驱动主要依赖于对液滴不同位置受力的调节。具有浸润性差异或结构差异的各向异性表面,在对液滴进行驱动时具有操作简便、节约能源等优势,逐渐成为液滴... 详细信息

驱动液滴实现各种动态行为在生物医学、微流控、痕量检测等领域具有重要应用。液滴的驱动主要依赖于对液滴不同位置受力的调节。具有浸润性差异或结构差异的各向异性表面,在对液滴进行驱动时具有操作简便、节约能源等优势,逐渐成为液滴操控领域的研究热点之一。本文结合本课题组的研究工作,对近年来利用各向异性表面驱动液滴的相关研究进行了综述。首先,分析了各向异性表面驱动液滴的基本原理。依据制备方法的不同,将各向异性表面分为浸润性各向异性表面、结构各向异性表面和协同各向异性表面三类,分别归纳了其常见制备方法和在液滴驱动领域的主要应用。最后,本文对各向异性表面驱动液滴的局限性和发展方向进行了总结和展望。

关键词：功能界面液滴驱动各向异性表面浸润性

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水滴在润湿梯度及各向异性表面润湿行为的研究

水滴在润湿梯度及各向异性表面润湿行为的研究

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作者：王涛中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

液滴的润湿及运移不仅是一种自然现象,在生物医药、冷凝换热及喷墨打印等很多方面具有广泛的应用。随着纳米技术的发展,纳米尺度液滴的润湿及运移在微纳米流体设备上的应用前景广阔。然而,目前针对纳米尺度液滴润湿的研究很少,尤其针对... 详细信息

液滴的润湿及运移不仅是一种自然现象,在生物医药、冷凝换热及喷墨打印等很多方面具有广泛的应用。随着纳米技术的发展,纳米尺度液滴的润湿及运移在微纳米流体设备上的应用前景广阔。然而,目前针对纳米尺度液滴润湿的研究很少,尤其针对应用广泛的润湿梯度及各向异性表面上液滴润湿的研究更少,其微观润湿机理尚不明确。由于尺寸效应的影响,这种纳米尺度液滴的润湿现象与宏观液滴具有本质的区别。因此,亟需开展液滴在润湿梯度及各向异性表面上润湿的一些基础研究工作。鉴于此,本文采用分子模拟方法,系统研究了水滴在这两种表面的润湿及运移现象,探讨了其润湿及运移的机理。当水滴放置在润湿梯度表面上时,其可以自发的由疏水端运移到亲水端。对其运移过程的细致研究发现,水滴的运动包括铺展和收缩两个过程。在铺展过程中水滴会在-NH区域出现前驱膜现象,这对水滴的前进起到非常关键的作用。对其运动的微观分析表明,水滴与固体表面的相互作用能E以及水滴内部水分子之间的相互作用能E对水滴的运动起着错综复杂的交织关系。此外,对修饰区段的宽度以及梯度的大小对水滴运动影响的研究表明,较小的修饰宽度和较大的梯度均会促进水滴的运移。对于水滴在各向异性表面上润湿行为的研究发现,随着水滴半径的增加,其在表面的润湿吸附行为可以分为四种:铺展、受限、振动和滑动。对水滴的吸附过程以及接触角、密度分布函数以及相互作用能等参量的细致分析得到了不同尺寸水滴在各向异性表面的润湿机理。研究结果表明,当水滴半径小于19?时,亲水区域强烈的束缚作用是影响水滴吸附的主要因素;当其半径大于19?时,亲水区域的影响大大减弱,此时,水滴的润湿主要由疏水区域控制。

关键词：水滴润湿梯度表面运移各向异性表面润湿分子模拟

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各向异性表面近正入射反射米勒矩阵

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常熟高专学报 2000年第2期14卷 46-48,54页

作者：周军谢云启常熟高等专科学校物理系常熟215500 山东金乡一中金乡272200

以米勒矩阵理论为基础，推导出了各向异性表面近正入射反射米勒矩阵，该矩阵对于反射差别谱系统的设计、分析与优化等方面将会起到积极作用．

关键词：米勒矩阵各向异性表面近正入射反射偏振

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各向异性随机表面光散射轮廓实验研究

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山东师范大学学报（自然科学版） 2009年第1期24卷 61-64页

作者：张俊超孔德见程传福山东师范大学物理与电子科学学院济南250014

用原子力显微镜对Si（100）晶片样品进行了表面形貌测量，发现了其高度分布的各向异性，通过推导和计算得出了一维正弦位相光栅散射各级极大的位置分布曲线，并将此曲线应用到样品表面光散射轮廓的测量中，对测量结果进行了定性分析，... 详细信息

用原子力显微镜对Si（100）晶片样品进行了表面形貌测量，发现了其高度分布的各向异性，通过推导和计算得出了一维正弦位相光栅散射各级极大的位置分布曲线，并将此曲线应用到样品表面光散射轮廓的测量中，对测量结果进行了定性分析，发现了散射轮廓主极大和次级大随入射角的变化关系，表面参量的提取有待于各向异性表面相关理论的进一步研究．

关键词：各向异性表面光散射轮廓实验

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基于飞秒激光斜锥阵列结构的制备与应用

基于飞秒激光斜锥阵列结构的制备与应用

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作者：王宇龙中国科学技术大学

学位级别：硕士

自然界中的生物在经历数亿万年的优胜劣汰,形成了相对完整成熟的生态体系。向自然界多样化的生物学习,研究与分析生物表面结构与功能特征是新型功能材料发展的重要主题。近年来,研究人员通过诸多微纳米加工手段在材料表面制备了丰富多... 详细信息

自然界中的生物在经历数亿万年的优胜劣汰,形成了相对完整成熟的生态体系。向自然界多样化的生物学习,研究与分析生物表面结构与功能特征是新型功能材料发展的重要主题。近年来,研究人员通过诸多微纳米加工手段在材料表面制备了丰富多样的结构。飞秒激光加工技术作为一种新型的微纳米加工手段,以其超高的瞬时功率、加工精度高、无需掩膜、不受材料限制等诸多优势,在微纳米制造领域扮演着重要的角色。本课题将飞秒激光加工技术与仿生设计理念相结合,通过合理地选择加工参数,成功制备了各向异性的斜锥阵列结构。通过原理分析以及模型建立为结构的功能拓展提供理论支撑,最终成功实现了振动条件下液滴搬运以及水下气泡运输等功能。全文的主要工作内容包括以下几个部分:(1)从飞秒激光与材料之间的相互作用机制可知,飞秒激光烧蚀材料表面获得微纳米结构是一个相当复杂的过程。选择合适的加工材料,通过实验现象选择合适的加工参数,分析加工参数对结构形貌的影响,最终采用最优的激光加工参数,成功在硅片表面制备深度以及间距可控的斜孔阵列结构,并通过转印在PDMS上获得了相应的斜锥阵列结构。(2)系统研究不同斜锥间距对材料表面静态浸润性和动态浸润性的影响,并通过对浸润性的调控,实现了在垂直振动下液滴在表面水平运动的功能。建立相关理论模型分析了液滴如何在垂直震动产生的不对称力的驱动下实现定向运动。该理论分析有助于开发和优化新的结构表面,实现以接触线与界面的相互作用来操纵液滴的功能。(3)以斜锥阵列结构为基础,发展水下气泡运输的相关应用,根据水下气泡在结构表面上的形态以及扩散方式,提出该各向异性表面同样可以根据钉扎力的差异实现气泡运输的课题,并通过实验成功证明了该结构表面在水下运输气泡的可行性。展示出斜锥阵列结构在微流体操纵上独特的优越性,在微流控设备的开发设计具有一定的意义。

关键词：飞秒激光各向异性表面仿生理念液滴运输水下气泡运输

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反射差别谱系统的米勒矩阵分析

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光电子．激光 2000年第6期11卷 628-630页

作者：周军苏桂英常熟高等专科学校物理系江苏常熟215500

以米勒矩阵理论为基础 ,推导出了各向异性表面近正入射反射米勒矩阵 ,并以此为依据给出反射差别系统的优化设计。

关键词：反射差别谱米勒矩阵各向异性表面

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