基于超疏液表面数字微流控芯片的液滴润湿机理及液滴动力学研究

项目名称： 基于超疏液表面数字微流控芯片的液滴润湿机理及液滴动力学研究

项目编号： No.51406221

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 王智伟

作者单位： 中国科学院深圳先进技术研究院

项目金额： 25万元

中文摘要： 在芯片表面操控液滴的数字微流控系统拥有许多通道微流控系统所不具备的独特优点。超疏液表面对几乎任何液体都具有高接触角、低粘附和低流阻的特性，使其成为在表面操控液滴的数字微流控芯片的绝佳选择。数字微流控系统中液滴的运动、蒸发等问题都与表面的润湿特性和液滴的动力学特性紧密相关，本项目将在课题组多年研究积累的基础上，采用实验观测、理论分析和数值模拟相结合的方法进行深入研究：通过分析超疏液表面三相接触线弯曲的机理和压力稳定性，阐明超疏液表面结构的设计准则，并推导普适的超疏液表面的接触角模型；通过对超疏液表面液滴的受力分析和接触角滞后影响因素的分析，实现超疏液表面液滴运动的精确控制；通过调节液滴的蒸发和冷凝控制液滴三相接触线的移动速度，实现液滴中溶质的可控沉积。本研究将有助于透彻理解超疏液表面液滴润湿机理和液滴动力学特性，并促进超疏液表面在数字微流控系统中的应用，具有重要的学术意义和实用价值。

中文关键词： 微流控；超疏液；液滴动力学；润湿；接触角滞后

英文摘要： Digital microfluidics, in which droplets are manipulated on the planar surfaces, have brought many unique advantages compared with traditional channel-based microfluidics. Superlyophobic surfaces, with excellent performances such as high contact angle, lo

英文关键词： Microfluidics；Superlyophobic surface；droplet dynamics；wetting；contact hysteresis