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大连理工大学机械工程学院2019年5月可控体积液滴的无损操作技术的研究研究背景和意义极端润湿性表面在诸多方面具有广泛的应用价值，液滴的无损转移就是其中之一。超疏水、超亲水-水下超疏油表面可分别实现对空气中水滴和水下非极性有机液滴的无损接触或作用，搭配采取合适的转移方式可达到无损转移目标液滴的目的，且不同体积液滴的无损操作方法在局部化学反应和生物化学分离等领域具有广泛的应用前景，特别是在局部化学反应、生物化学分离、临床诊断、喷墨打印等领域具有很大的应用前景。研究现状目前，关于液滴转移的文献十分稀缺，国内外科研工作人员也在为此拼搏闯关。总的来看，近年来液滴的无损转移方法按控制方法可分为两类：非原位控制和原位控制。非原位控制：是指采用仿壁虎脚的高粘附超疏水表面来操作液滴，且只能将液滴从超疏水表面无损转移到粘附力更强的亲水或疏水表面图1水滴由低年富力强超疏水ZnO表面向高粘附力超疏水ZnO表面无损运输的示意图研究现状目前，关于液滴转移的文献十分稀缺，国内外科研工作人员也在为此拼搏闯关。总的来看，近年来液滴的无损转移方法按控制方法可分为两类：非原位控制和原位控制。原位控制：是指需要施加额外的能量，包括变形、紫外线、电磁场、温度、密度等，来实现超疏水表面粘附力的转换，进而在原位抓取和释放液滴，具体包括曲率驱动式、控制温度和PH式、改变密度式、调控电压式等。图2利用曲率驱动在固定状态和卷状状态转换用于水滴转移的示意图存在问题现有的液滴无损操作方法存在以下问题：（1）非原位控制法：常规的非原位控制法可逆性很差，仅能将液滴从粘附力极低的超疏水表面转移至粘附力更强的亲水或疏水表面，且无法实现液滴的多次重复操作，更为重要的是，该控制法在实际液滴操作过程中无法真正实现液滴无损。（2）液滴的原位控制法：曲率驱动式为有损转移，操作过程不可逆，且所转移液滴体积不可控；控制温度和PH式法所转移液滴仍有损失；改变密度式法液滴转移效率较低，且仅可原位转移，无法实现灵活调控；调控电压式法属于有损范畴，且转移过程不可逆。综上，液滴的无损转移方法存在过程不可逆、转移效率低、转移不够灵活、所转移液滴体积不可控、所转移液滴体积范围窄等问题。待开展研究内容针对上述问题，本文准备就以下两个方面开展研究：1.探索利用电化学刻蚀技术来制备长期稳定的铝基超疏水、水下超疏油表面，尝试解决了环境友好性差、极端润湿性时效性差的问题；2.尝试设计、搭建了基于负压吸附方式的用于空气中水滴、水下非极性有机液滴的无损操作装置，目的是为了解决目前转移过程液滴有损、转移不灵活、液滴体积不可控等问题，且希望具有较宽的可控液滴体积范围。谢谢！请各位老师批评指正！