CN104338333A - 一种空间水基液滴定位基片及其制备方法 - Google Patents
一种空间水基液滴定位基片及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104338333A CN104338333A CN201410230935.9A CN201410230935A CN104338333A CN 104338333 A CN104338333 A CN 104338333A CN 201410230935 A CN201410230935 A CN 201410230935A CN 104338333 A CN104338333 A CN 104338333A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- hydrophobic
- hydrophilic
- region
- water base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明提供了一种空间水基液滴定位基片，所述基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；所述亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，所述疏水区将所述亲水区包围，起到限制水基液滴的作用。本发明改善传统液滴蒸发中无法有效限定液滴体积大小和液滴接触角等缺陷，为液滴蒸发提供了一种新型的基底材料且有利于在空间进行流体管理，还可用于生物反应容器等的定位及定量研究；制备方法简便有效，亲疏水交替区域结构可控，尺寸精密到微米级，且可适用于多种基底材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种空间液滴蒸发实验所需基底材料的表面改性，具体涉及一种空间水基液滴定位基片及其制备方法。
背景技术
智能材料是20世纪90年代迅速发展起来的一类新型复合材料，它自发展以来取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人关注。固体表面浸润物理性质结构变化的材料是一种重要的智能材料。固体表面浸润性质是指液体对固体的浸润性，这种性质分为亲水性和疏水性，若固体材料表面浸润角大于65°说明此材料表面为疏水的；反之浸润角小于65°说明此材料表面为亲水的。较为常见的亲水表面有玻璃、金属等；疏水/亲油的表面有蓝宝石、聚烯烃、硅等；疏水/亲油的表面有聚四氟乙烯等。一般地，材料的表面亲疏水性质是单一的，固体表面浸润物理性质结构变化的材料则是通过对某种特定材料进行表面亲疏水改性，在其表面形成一种亲疏水交替的特殊表面结构薄膜，这种改性后的表面有着特殊的浸润性，而不是单一的亲水或者疏水。例如：化学组成梯度表面是最早发展起来的一种表面梯度材料，利用扩散控制气相沉积的方法，用硅烷化试剂在平滑硅基底上修饰密度呈现梯度变化的疏水烷基单层膜，表现出浸润性程梯度变化，在这一表面上可以观察到表面张力驱动的液滴自发移动。
液滴干燥沉积有着广泛的应用，例如：DNA/RAN微排列、DNA的“光学”基因定位、喷墨印刷、应用于光子学和其他领用的胶体晶体的制备、胶体自组装、高通量药物发现、化学侦检、图形化聚合物沉积、纳米颗粒和纳米管沉积、组合化学和细菌沉积。完成这些应用其中重要的一步是液滴在基材表面进行蒸发沉积。而对基材表面浸润性的修饰会控制液滴蒸发过程的浸润角、液滴体积，从而改变液滴蒸发过程中的一些物理性质，进而影响其应用。
发明内容
本发明解决的技术问题是，为液滴蒸发实验提供一种空间水基液滴定位基片，即一种新型的亲疏水区域交替的基底材料。交替区域为疏水-亲水-疏水交替形式，这样使得蒸发液滴实验中液滴滴落在中间亲水区域，周边疏水区域进行液滴边界限制；在亲水区域内，液滴体积可调节，由于液滴基底形态固定，体积的改变又会带来液滴高度的变化。
为了解决上述问题，本发明提供一种空间水基液滴定位基片，所述基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；所述亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，所述疏水区将所述亲水区包围，起到限制水基液滴的作用。
进一步，所述定位基片为二层，分别为亲水基底和覆盖在所述亲水基底上的疏水膜，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水基底；所述亲水区为所述亲水基底露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域。
进一步，所述定位基片为二层，分别为疏水基底和覆盖在所述疏水基底上的亲水膜，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水基底；所述疏水区为所述疏水基底露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域。
进一步，所述定位基片为三层，从上至下依次为疏水膜、亲水膜、基底；所述亲水膜完全覆盖所述基底，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水膜；所述亲水区为所述亲水膜露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。
进一步，所述定位基片为三层，从上至下依次为亲水膜、疏水膜、基底；所述疏水膜完全覆盖所述基底，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水膜；所述疏水区为所述疏水膜露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。
本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：
(a)在亲水基底上通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域；
(b)涂覆疏水膜；
(c)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：
(a)在疏水基底上通过模板掩盖周边所需疏水区域，露出中间所需亲水区域；
(b)涂覆亲水膜；
(c)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：
(a)在任意亲水或疏水性质的基底上整体涂覆亲水膜；
(b)然后通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域；
(c)涂覆疏水膜；
(d)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：
(a)在任意亲水或疏水性质的基底上整体涂覆疏水膜；
(b)然后通过模板掩盖中间所需疏水区域，露出周边所需亲水区域；
(c)涂覆亲水膜；
(d)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
进一步，所述亲水基底为玻璃片、石英片或硅片；所述疏水基底为蓝宝石或PTFE；所述疏水膜可采用含有硅烷的涂料进行喷涂涂覆或化学蒸镀法涂覆；所述亲水膜可采用含有TiO2的涂料进行喷涂涂覆；模板掩盖采用硅胶片覆盖法、铝膜覆盖法或光刻胶覆盖法。
相对于现有技术，本发明有如下优点：
本发明改善传统液滴蒸发中无法有效限定液滴体积大小和液滴接触角等缺陷，为液滴蒸发提供了一种新型的基底材料且有利于在空间进行流体管理，还可用于生物反应容器等的定位及定量研究；制备方法简便有效，亲疏水交替区域结构可控，尺寸精密到微米级，且可适用于多种基底材料。
附图说明
图1为本发明的第一种空间水基液滴定位基片示意图。
图2为本发明的第二种空间水基液滴定位基片示意图。
图3为本发明的第三种空间水基液滴定位基片示意图。
图4为本发明的第四种空间水基液滴定位基片示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一：
本发明提供了如附图1所示的一种空间水基液滴定位基片，基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，疏水区将亲水区包围，起到限制水基液滴1的作用。
定位基片为二层，分别为亲水基底3和覆盖在亲水基底3上的疏水膜2，疏水膜2并非完全覆盖亲水基底3；亲水区为亲水基底3露出的区域，疏水区为疏水膜2覆盖的区域。
本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：
(a)在亲水基底3上通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域；
(b)涂覆疏水膜2；
(c)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
具体的，亲水基底为玻璃片、石英片、硅片等，本实施例以玻璃片为例，但此方法不限于玻璃片，其他亲水基底亦可行。特别地，本实施例覆盖法采用硅胶片覆盖法。具体步骤如下：
(1)清洗亲水基底：将玻璃片先用洗涤剂清洗表面污垢，然后放置在丙酮溶液中进行超声清洗30-60min，超声后取出玻璃片，用无水乙醇和去离子水反复清洗至干净。本实施例中基底材料长宽高选用25mm*80mm*1mm，但本发明的基底大小不限如此，可根据需要调整。
(2)覆盖膜制备：本实施例采用硅胶片覆盖法。本实施例中覆盖膜的作用是掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域，待涂覆疏水膜；基片特定区域的掩盖实为亲疏水区域交替结构薄膜的结构控制。硅胶片覆盖法则是制作形状规则硅胶片，硅胶片厚度为0.2mm-1mm。大小形状分布根据交替结构中亲水区域所需设定，例如圆形，方形等，本实施例采用圆形为例,直径为1mm-5mm，间隔5mm-20mm，均匀分布在硅胶片中心线上；把做好的硅胶片覆盖在玻璃片上，等待玻璃片整体涂覆疏水涂料。
(3)疏水涂料涂覆：本发明疏水涂料有两种，此两种涂料均具备超疏水特性，液滴接触角大于150°；其中一种为白色涂料，其主要成分以有机硅树脂为主，辅以多种低表面树脂的复合树脂，掺入无机纳米和微米填料及各种助剂而制成的环保型超疏水涂料，此涂料本发明采用喷涂法涂覆：选用0.3mm-0.8mm口径的喷枪，在1-4个大气压作用下，喷枪口径距离上述有覆盖膜的基片10-30cm喷涂疏水涂料，喷枪雾化效果越佳，涂覆效果越好；另外一种为无色透明涂料，其成分为80％的1-1-1三氯乙烷和20％的二氧三甲基硅烷(DMDC)，此溶液易挥发，本发明采用化学蒸镀法涂覆此疏水涂料：把上述有覆盖膜的基片倒盖在一个盛有疏水溶液的烧杯上，掩盖膜朝杯内放，便于易挥发的疏水溶液蒸镀，蒸镀时间为5min-15min。
(4)疏水涂层固化：把上述附有硅胶片覆盖膜且疏水涂层涂覆完成的基片在常温下干燥30min-60min，然后放置在烘箱中在60-90℃的温度下加温固化1-3h。
(5)去覆盖膜：取出上述加温固化好的基片，用镊子轻轻揭除覆盖有硅胶膜的基片；得到中间为亲水区域，周边镀有疏水膜的亲疏水交替结构，即一种空间水基液滴定位基片。
实施例二
本发明提供了如附图1所示的另一种空间水基液滴定位基片，与实施例一不同之处在于：
本实施例亲水基底为石英片，覆盖法采用铝膜覆盖法。具体步骤如下：
(1)清洗亲水基底：将石英片先用洗涤剂清洗表面污垢，然后放置在丙酮溶液中进行超声清洗30-60min，超声后取出石英片，用无水乙醇和去离子水反复清洗至干净。本实施例中基底材料长宽高选用25mm*80mm*1mm，但本发明的基底大小不限如此，可根据需要调整。
(2)覆盖膜制备：本实施采用铝膜覆盖法。本实施例中覆盖膜的作用是掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域，待涂覆疏水膜；基片特定区域的掩盖实为亲疏水区域交替结构薄膜的结构控制。铝膜覆盖法则是在玻璃基底上制备铝膜，其制作过程分为以下几步：第一步：制作掩膜版，中间挖空区域由所需亲水疏交替结构中亲水区域的大小和分布决定，本案例中以中间亲水区域为圆形为例，挖空圆形直径1mm-5mm，间隔5mm-20mm，均匀分布在基片中心线上；第二步：在基片上涂覆光刻胶；第三步：把制备的掩膜板盖上上述涂有光刻胶的基片上，进行光刻；第四步：显影；第五步：蒸镀铝膜；第六步：除胶，把光刻胶除掉，剩下为铝膜涂覆的圆孔，即最终需要覆盖的亲水区域。
(3)疏水涂料涂覆：本发明疏水涂料有两种，此两种涂料均具备超疏水特性，液滴接触角大于150°；其中一种为白色涂料，其主要成分以有机硅树脂为主，辅以多种低表面树脂的复合树脂，掺入无机纳米和微米填料及各种助剂而制成的环保型超疏水涂料，此涂料本发明采用喷涂法涂覆：选用0.3mm-0.8mm口径的喷枪，在1-4个大气压作用下，喷枪口径距离上述有覆盖膜的基片10-30cm喷涂疏水涂料，喷枪雾化效果越佳，效果越好；另外一种为无色透明涂料，其成分为80％的1-1-1三氯乙烷和20％的二氧三甲基硅烷(DMDC)，此溶液易挥发，本发明采用化学蒸镀法涂覆此疏水涂料：把上述有覆盖膜的基片倒盖在一个盛有疏水溶液的烧杯上，掩盖膜朝杯内放，便于易挥发的疏水溶液蒸镀，蒸镀时间为5min-15min。
(4)疏水涂层固化：把上述附有铝膜覆盖膜且疏水涂层涂覆完成的基片在常温下干燥30min-60min，然后放置在烘箱中在60-90℃的温度下加温固化1-3h。
(5)去覆盖膜：取出上述加温固化好的基片，用稀盐酸去除铝膜，然后用去离子水清洗石英片；得到中间为亲水区域，周边镀有疏水膜的亲疏水交替结构，即一种空间水基液滴定位基片。
实施例三
本发明提供了如附图1所示的另一种空间水基液滴定位基片，与实施例一不同之处在于：
本实施例亲水基底为硅片，覆盖法采用光刻胶覆盖法，光刻胶采用反胶。具体步骤如下：
(1)清洗亲水基底：将硅片先用洗涤剂清洗表面污垢，然后放置在丙酮溶液中进行超声清洗30-60min，超声后取出硅片，用无水乙醇和去离子水反复清洗至干净。本实施例中基底材料长宽高选用25mm*80mm*1mm，但本发明的基底大小不限如此，可根据需要调整。
(2)覆盖膜制备：本实施例采用光刻胶覆盖法。本实施例中覆盖膜的作用是掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域，待涂覆疏水膜；基片特定区域的掩盖实为亲疏水区域交替结构薄膜的结构控制。因采用光刻胶法，所以掩盖区域可精细到微米级，即500μm-5mm。光刻胶覆盖法其制作过程分为以下几步：第一步：制作掩膜版，中间挖空区域由所需亲水疏交替结构中亲水区域的大小和分布决定，本案例中以中间亲水区域为圆形为例，挖空圆形直径500μm-5mm，间隔5mm-20mm，均匀分布在基片中心线上；第二步：在基片上涂覆光刻胶，涂覆反胶；第三步：把制备的掩膜板盖上上述涂有反胶的基片上，进行曝光；第四步：显影除胶，因为是涂覆反胶，所以经曝光的变性光刻胶不溶于显影液，除胶后留下覆盖有光刻胶的曝光区域，即最终需要覆盖的亲水区域。
(3)疏水涂料涂覆：本发明疏水涂料有两种，此两种涂料均具备超疏水特性，液滴接触角大于150°；其中一种为白色涂料，其主要成分以有机硅树脂为主，辅以多种低表面树脂的复合树脂，掺入无机纳米和微米填料及各种助剂而制成的环保型超疏水涂料，此涂料本发明采用喷涂法涂覆：选用0.3mm-0.8mm口径的喷枪，在1-4个大气压作用下，喷枪口径距离上述有覆盖膜的基片10-30cm喷涂疏水涂料，喷枪雾化效果越佳，效果越好；另外一种为无色透明涂料，其成分为80％的1-1-1三氯乙烷和20％的二氧三甲基硅烷(DMDC)，此溶液易挥发，本发明采用化学蒸镀法涂覆此疏水涂料：把上述有覆盖膜的基片倒盖在一个盛有疏水溶液的烧杯上，即掩盖膜朝杯内放，便于易挥发的疏水溶液蒸镀，蒸镀时间为5min-15min。
(4)疏水涂层固化：把上述附有光刻胶覆盖膜且疏水涂层涂覆完成的基片在常温下干燥30min-60min，然后放置在烘箱中在60-90℃的温度下加温固化1-3h。
(5)去覆盖膜：取出上述加温固化好的基片，除去光刻胶，然后用去离子水清洗硅片；得到中间为亲水区域，周边镀有疏水膜的亲疏水交替结构，即一种空间水基液滴定位基片。
实施例四
本发明提供了如附图2所示的另一种空间水基液滴定位基片，基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，疏水区将亲水区包围，起到限制水基液滴1的作用。
定位基片为二层，分别为疏水基底5和覆盖在疏水基底上的亲水膜4，亲水膜4并非完全覆盖疏水基底5；疏水区为疏水基底5露出的区域，亲水区为亲水膜4覆盖的区域。
本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：
(a)在疏水基底5上通过模板掩盖周边所需疏水区域，露出中间所需亲水区域；
(b)涂覆亲水膜4；
(c)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
疏水基底有蓝宝石、PTFE等，本实施例以蓝宝石片为例，但此方法不限于蓝宝石片，其他疏水基底亦可行。特别地，本实施例覆盖法采用硅胶片覆盖法。具体步骤如下：
(1)清洗疏水基片：将蓝宝石片先用洗涤剂清洗表面污垢，然后放置在丙酮溶液中进行超声清洗30-60min，超声后取出蓝宝石片，用无水乙醇和去离子水反复清洗至干净。本实施例中基底材料长宽高选用25mm*80mm*1mm，但本发明的基底大小不限如此，可根据需要调整。
(2)覆盖膜制备：本实施例采用硅胶片覆盖法。本实施例中覆盖膜的作用是掩盖周边所需疏水区域，露出中间所需亲水区域，待涂覆亲水膜基片特定区域，掩盖实为亲疏水区域交替结构薄膜的结构控制。裁剪和基片长宽尺寸相同大小的硅胶片，硅胶片厚度0.2mm-1mm，然后在硅胶片中间钻孔，孔径大小依据所要涂覆的亲水膜所定，本案例设定直径为1mm-5mm，间隔5mm-20mm，均匀分布在硅胶片中心线上，把掏好孔的硅胶片覆盖在基片上，在镂空处涂覆亲水膜，得到亲水区域。
(3)亲水涂料涂覆：含有TiO2的涂料进行喷涂涂覆，制备亲水膜；选用0.3mm-0.5mm口径的喷枪，在1-4个大气压作用下，喷枪口径距离上述有覆盖膜的基片10-20cm喷涂亲水涂料，喷枪雾化效果越佳，效果越好。
(4)亲水涂层固化：把上述附有覆盖膜且亲水膜涂覆完成的基片在常温下干燥30min-60min，然后放置在烘箱中在80-120℃的温度下加温固化1-4h。
(5)去覆盖膜：取出上述加温固化好的基片，用镊子轻轻揭除覆盖有硅胶膜的基片，去离子水清洗基片，得到周边为疏水区域，中间圆孔为亲水膜的一种空间水基液滴定位基片。
实施例五
本发明提供了如附图2所示的另一种空间水基液滴定位基片，与实施例四不同之处在于：
本实施例疏水基底为PTFE片，但此方法不限于PTFE基片，其他疏水基底亦可行。特别地，本实施例覆盖法采用光刻胶盖法，光刻胶采用正胶。具体步骤如下:
(1)清洗疏水基底：将PTFE片先用洗涤剂清洗表面污垢，然后放置在丙酮溶液中进行超声清洗30-60min，超声后取出PTFE片，用无水乙醇和去离子水反复清洗至干净。本实施例中基底材料长宽高选用25mm*80mm*1mm，但本发明的基底大小不限如此，可根据需要调整。
(2)覆盖膜制备：本实施例采用光刻胶盖膜法。本实施例中覆盖膜的作用是掩盖周边所需疏水区域，露出中间所需亲水区域，待涂覆亲水膜基片特定区域，掩盖实为亲疏水区域交替结构薄膜的结构控制。因采用光刻胶法，所以掩盖区域可精细到微米级，即500μm-5mm。光刻胶覆盖法其制作过程分为以下几步：第一步：制作掩膜版，中间挖空区域由所需亲水疏交替结构中亲水区域的大小和分布决定，本案例中以中间亲水区域为圆形为例，挖空圆形直径500μm-5mm，间隔5mm-20mm，均匀分布在基片中心线上；第二步：在基片上涂覆光刻胶，涂覆正胶；第三步：把制备的掩膜板盖上上述涂有正胶的基片上，进行曝光；第四步：显影除胶，因为是涂覆正胶，所以经曝光的变性光刻胶溶于显影液，除胶后，没有光刻胶区域为待涂覆亲水膜区域，未掩膜版覆盖的未曝光区域为所需疏水区域。
(3)亲水涂料涂覆：含有TiO2的涂料进行喷涂涂覆，制备亲水膜；选用0.3mm-0.5mm口径的喷枪，在1-4个大气压作用下，喷枪口径距离上述有覆盖膜的基片10-20cm喷涂亲水涂料，喷枪雾化效果越佳，效果越好。
(4)亲水涂层固化：把上述附有光刻胶覆盖膜且亲水膜涂覆完成的基片在常温下干燥30min-60min，然后放置在烘箱中在80-120℃的温度下加温固化1-4h。
(5)去覆盖膜：取出上述加温固化好的基片，除去光刻胶，去离子水清洗基片，得到周边为疏水区域，中间圆孔为亲水膜的一种空间水基液滴定位基片。
实施例六
本发明提供了如附图3所示的另一种空间水基液滴定位基片，基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，疏水区将亲水区包围，起到限制水基液滴1的作用。
定位基片为三层，从上至下依次为疏水膜2、亲水膜4、基底6；亲水膜4完全覆盖基底6，疏水膜2并非完全覆盖亲水膜4；亲水区为亲水膜4露出的区域，疏水区为疏水膜2覆盖的区域；基底6可以为亲水基底或疏水基底。
本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：
(a)在任意亲水或疏水性质的基底6上整体涂覆亲水膜4；
(b)然后通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域；
(c)涂覆疏水膜2；
(d)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
基底为任意亲水或疏水性质的基底，如玻璃片、石英片、硅片、蓝宝石、PTFE等，本实施例以蓝宝石片为例，但此方法不限于蓝宝石片，其他任意亲水或疏水性质基底亦可行。具体步骤如下：
(1)清洗蓝宝石基片：将蓝宝石片先用洗涤剂清洗表面污垢，然后放置在丙酮溶液中进行超声清洗30-60min，超声后取出蓝宝石片，用无水乙醇和去离子水反复清洗至干净。本实施例中基底材料长宽高选用25mm*80mm*2mm，但本发明的基底大小不限如此，可根据需要调整。
(2)基片整体涂覆亲水膜，可采用浸渍法，把基片放入主要含有TiO2的亲水涂料中，静置10-15分钟，取出来，在室温下晾干，得到表面整体为亲水膜的基底。
(3)经过步骤(2)的基片性质可看作与自身表面为亲水性质的材料相似，故接下来制备一种空间水基液滴定位基片的步骤与实施例一中(2)-(5)或实施案例二中(2)-(5)或实施案例三中(2)-(5)相同，再此不进行赘述。
实施例七
本发明提供了如附图4所示的另一种空间水基液滴定位基片，基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，疏水区将亲水区包围，起到限制水基液滴1的作用。
定位基片为三层，从上至下依次为亲水膜4、疏水膜2、基底6；疏水膜2完全覆盖基底6，亲水膜4并非完全覆盖疏水膜2；疏水区为疏水膜2露出的区域，亲水区为亲水膜4覆盖的区域；基底6可以为亲水基底或疏水基底。
本发明提供一种空间水基液滴定位基片的制备方法，包括如下步骤：
(a)在任意亲水或疏水性质的基底6上整体涂覆疏水膜2；
(b)然后通过模板掩盖中间所需疏水区域，露出周边所需亲水区域；
(c)涂覆亲水膜4；
(d)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
基底选择任意亲水或疏水性质的基片如玻璃片、石英片、硅片、蓝宝石、PTFE等，本实施例为硅片，但此方法不限于硅基片，其他任意亲水或疏水性质基底亦可行。具体步骤如下：
(1)清洗硅片：将硅片先用洗涤剂清洗表面污垢，然后放置在丙酮溶液中进行超声清洗30-60min，超声后取出硅片，用无水乙醇和去离子水反复清洗至干净。本实施例中基底材料长宽高选用25mm*80mm*2mm，但本发明的基底大小不限如此，可根据需要调整。
(2)基片整体涂覆疏水膜，可采用浸渍法。把清洗干净的硅片放入疏水涂料中，静置10-15分钟，取出来，在室温下晾干，然后放入烘箱中以80℃的温度烘干固化1-4h，取出得到表面整体为疏水膜的基底。
(3)经过步骤(2)的基片性质可看作与自身表面为疏水性质的材料相似，故接下来制备一种空间水基液滴定位基片的步骤与实施案例4中(2)-(5)或实施案例5中(2)-(5)相同，再此不进行赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空间水基液滴定位基片，其特征在于：所述基片的表面是一种具有亲水区和疏水区交替结构的薄膜；所述亲水区域的形态可以设计成任意几何形状，所述疏水区将所述亲水区包围，起到限制水基液滴的作用。
2.如权利要求1所述的一种空间水基液滴定位基片，其特征在于：
所述定位基片为二层，分别为亲水基底和覆盖在所述亲水基底上的疏水膜，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水基底；所述亲水区为所述亲水基底露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域。
3.如权利要求1所述的一种空间水基液滴定位基片，其特征在于：
所述定位基片为二层，分别为疏水基底和覆盖在所述疏水基底上的亲水膜，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水基底；所述疏水区为所述疏水基底露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域。
4.如权利要求1所述的一种空间水基液滴定位基片，其特征在于：
所述定位基片为三层，从上至下依次为疏水膜、亲水膜、基底；所述亲水膜完全覆盖所述基底，所述疏水膜并非完全覆盖所述亲水膜；所述亲水区为所述亲水膜露出的区域，所述疏水区为所述疏水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。
5.如权利要求1所述的一种空间水基液滴定位基片，其特征在于：
所述定位基片为三层，从上至下依次为亲水膜、疏水膜、基底；所述疏水膜完全覆盖所述基底，所述亲水膜并非完全覆盖所述疏水膜；所述疏水区为所述疏水膜露出的区域，所述亲水区为所述亲水膜覆盖的区域；所述基底可以为亲水基底或疏水基底。
6.如权利要求2所述的一种空间水基液滴定位基片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)在亲水基底上通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域；
(b)涂覆疏水膜；
(c)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
7.如权利要求3所述的一种空间水基液滴定位基片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)在疏水基底上通过模板掩盖周边所需疏水区域，露出中间所需亲水区域；
(b)涂覆亲水膜；
(c)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
8.如权利要求4所述的一种空间水基液滴定位基片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)在任意亲水或疏水性质的基底上整体涂覆亲水膜；
(b)然后通过模板掩盖中间所需亲水区域，露出周边所需疏水区域；
(c)涂覆疏水膜；
(d)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
9.如权利要求5所述的一种空间水基液滴定位基片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)在任意亲水或疏水性质的基底上整体涂覆疏水膜；
(b)然后通过模板掩盖中间所需疏水区域，露出周边所需亲水区域；
(c)涂覆亲水膜；
(d)去模板得到所需亲疏水交替结构的空间水基液滴定位基片。
10.如权利要求6或7或8或9中任一项所述的一种空间水基液滴定位基片的制备方法，其特征在于：
所述亲水基底为玻璃片、石英片或硅片；所述疏水基底为蓝宝石或PTFE；所述疏水膜可采用含有硅烷的涂料进行喷涂涂覆或化学蒸镀法涂覆；所述亲水膜可采用含有TiO2的涂料进行喷涂涂覆；模板掩盖采用硅胶片覆盖法、铝膜覆盖法或光刻胶覆盖法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410230935.9A CN104338333A (zh) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | 一种空间水基液滴定位基片及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410230935.9A CN104338333A (zh) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | 一种空间水基液滴定位基片及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104338333A true CN104338333A (zh) | 2015-02-11 |
Family
ID=52495289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410230935.9A Pending CN104338333A (zh) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | 一种空间水基液滴定位基片及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104338333A (zh) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104614520A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-05-13 | 深圳市金准生物医学工程有限公司 | 一种用于免疫荧光反应的玻片制备工艺及其玻片 |
| CN105505742A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-04-20 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种液滴阵列芯片及其制备方法 |
| CN105938300A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-09-14 | 浙江工业大学 | 实现液滴自驱动的梯度润湿表面的制备方法及其设备 |
| CN106193189A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 王淑芬 | 一种高效冷凝空气集水***及方法 |
| CN107359254A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-11-17 | 广东聚华印刷显示技术有限公司 | 印刷显示器件及其制备方法和应用 |
| CN108212226A (zh) * | 2016-12-21 | 2018-06-29 | 中国科学院化学研究所 | 制备微点阵芯片预制板的方法及其应用 |
| CN111999915A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-27 | 电子科技大学 | 一种环保型温控调光玻璃及其制备方法 |
| CN112705278A (zh) * | 2019-10-24 | 2021-04-27 | 华为技术有限公司 | 一种微阵列底板及其制备方法 |
| CN113073029A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-06 | 长春长光辰英生物科学仪器有限公司 | 用于激光诱导转移的浸润改性细胞分选芯片及分选方法 |
| CN113147202A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-07-23 | 清华大学 | 柔性半导体薄膜的转印方法、装置及液滴*** |
| CN113278376A (zh) * | 2020-02-20 | 2021-08-20 | 长鑫存储技术有限公司 | 疏水膜结构及其检测方法、检测***、晶圆载具 |
| CN113713868A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-11-30 | 北京京东方技术开发有限公司 | 一种微流控制芯片及其制作方法 |
| CN114307201A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-12 | 中南大学 | 一种液体节能高效加热蒸发方法、界面材料及制备方法 |
| CN114441375A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-06 | 中国石油大学(北京) | 碳酸盐岩模型及碳酸盐岩化学驱性能测试方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002085484A1 (en) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Qinetiq Limited | Surface for promoting droplet formation |
| JP2004004076A (ja) * | 2002-05-15 | 2004-01-08 | Samsung Electronics Co Ltd | 親水性領域と疏水性領域とより構成される生物分子用アレイ基板の製造法 |
| CN1858593A (zh) * | 2006-03-23 | 2006-11-08 | 厦门大学 | 生物芯片专用亲疏水模式片基 |
| CN102477420A (zh) * | 2010-11-22 | 2012-05-30 | 大连创达技术交易市场有限公司 | 一种低自由能表面亲水修饰的细胞控制方法 |
| CN102519779A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-27 | 吉林大学 | 一种对生物样品进行富集和除盐净化处理的方法 |
-
2014
- 2014-05-28 CN CN201410230935.9A patent/CN104338333A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002085484A1 (en) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Qinetiq Limited | Surface for promoting droplet formation |
| JP2004004076A (ja) * | 2002-05-15 | 2004-01-08 | Samsung Electronics Co Ltd | 親水性領域と疏水性領域とより構成される生物分子用アレイ基板の製造法 |
| CN1858593A (zh) * | 2006-03-23 | 2006-11-08 | 厦门大学 | 生物芯片专用亲疏水模式片基 |
| CN102477420A (zh) * | 2010-11-22 | 2012-05-30 | 大连创达技术交易市场有限公司 | 一种低自由能表面亲水修饰的细胞控制方法 |
| CN102519779A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-27 | 吉林大学 | 一种对生物样品进行富集和除盐净化处理的方法 |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104614520A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-05-13 | 深圳市金准生物医学工程有限公司 | 一种用于免疫荧光反应的玻片制备工艺及其玻片 |
| CN105505742A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-04-20 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种液滴阵列芯片及其制备方法 |
| CN105938300A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-09-14 | 浙江工业大学 | 实现液滴自驱动的梯度润湿表面的制备方法及其设备 |
| CN105938300B (zh) * | 2016-04-27 | 2018-02-13 | 浙江工业大学 | 实现液滴自驱动的梯度润湿表面的制备方法及其设备 |
| CN106193189A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 王淑芬 | 一种高效冷凝空气集水***及方法 |
| CN106193189B (zh) * | 2016-07-20 | 2020-01-10 | 王淑芬 | 一种高效冷凝空气集水***及方法 |
| CN107359254A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-11-17 | 广东聚华印刷显示技术有限公司 | 印刷显示器件及其制备方法和应用 |
| CN107359254B (zh) * | 2016-12-12 | 2019-02-01 | 广东聚华印刷显示技术有限公司 | 印刷显示器件及其制备方法和应用 |
| CN108212226A (zh) * | 2016-12-21 | 2018-06-29 | 中国科学院化学研究所 | 制备微点阵芯片预制板的方法及其应用 |
| CN112705278A (zh) * | 2019-10-24 | 2021-04-27 | 华为技术有限公司 | 一种微阵列底板及其制备方法 |
| CN112705278B (zh) * | 2019-10-24 | 2022-08-19 | 华为技术有限公司 | 一种微阵列底板及其制备方法 |
| CN113278376A (zh) * | 2020-02-20 | 2021-08-20 | 长鑫存储技术有限公司 | 疏水膜结构及其检测方法、检测***、晶圆载具 |
| CN113278376B (zh) * | 2020-02-20 | 2023-02-24 | 长鑫存储技术有限公司 | 疏水膜结构及其检测方法、检测***、晶圆载具 |
| CN111999915A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-27 | 电子科技大学 | 一种环保型温控调光玻璃及其制备方法 |
| CN113147202A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-07-23 | 清华大学 | 柔性半导体薄膜的转印方法、装置及液滴*** |
| CN113073029A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-06 | 长春长光辰英生物科学仪器有限公司 | 用于激光诱导转移的浸润改性细胞分选芯片及分选方法 |
| CN113713868A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-11-30 | 北京京东方技术开发有限公司 | 一种微流控制芯片及其制作方法 |
| CN114307201A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-12 | 中南大学 | 一种液体节能高效加热蒸发方法、界面材料及制备方法 |
| CN114307201B (zh) * | 2022-01-06 | 2022-11-08 | 中南大学 | 一种液体节能高效加热蒸发方法、界面材料及制备方法 |
| CN114441375A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-06 | 中国石油大学(北京) | 碳酸盐岩模型及碳酸盐岩化学驱性能测试方法 |
| CN114441375B (zh) * | 2022-01-28 | 2024-05-24 | 中国石油大学(北京) | 碳酸盐岩模型及碳酸盐岩化学驱性能测试方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104338333A (zh) | 一种空间水基液滴定位基片及其制备方法 | |
| Yoon et al. | Wet‐style superhydrophobic antifogging coatings for optical sensors | |
| Choi et al. | Fabrication of superhydrophobic and oleophobic surfaces with overhang structure by reverse nanoimprint lithography | |
| Wu et al. | Large-area preparation of robust and transparent superomniphobic polymer films | |
| Yang et al. | Controllable water adhesion and anisotropic sliding on patterned superhydrophobic surface for droplet manipulation | |
| Xiu et al. | Hierarchical silicon etched structures for controlled hydrophobicity/superhydrophobicity | |
| Gao et al. | How Wenzel and Cassie were wrong | |
| Tadanaga et al. | Superhydrophobic− superhydrophilic micropatterning on flowerlike alumina coating film by the sol− gel method | |
| Extrand et al. | Superwetting of structured surfaces | |
| Cheng et al. | Bell‐Shaped Superhydrophilic–Superhydrophobic–Superhydrophilic Double Transformation on a pH‐Responsive Smart Surface | |
| Zhang et al. | Evaporation-induced transition from nepenthes pitcher-inspired slippery surfaces to lotus leaf-inspired superoleophobic surfaces | |
| JP6611734B2 (ja) | 親水性表面を有する流体制御フィルム、その作製方法、及び構造化表面を洗浄する方法 | |
| Xu et al. | Capturing wetting states in nanopatterned silicon | |
| Dawood et al. | Mimicking both petal and lotus effects on a single silicon substrate by tuning the wettability of nanostructured surfaces | |
| Hirai et al. | Uphill water transport on a wettability-patterned surface: experimental and theoretical results | |
| CN103991837B (zh) | 一种基于压电基底薄片的微纳米有序通孔阵列金属薄膜传感器的制造方法 | |
| US20150209198A1 (en) | Selective Wetting and Transport Surfaces | |
| JP2010531720A (ja) | 濡れ性構造化表面を含む物品 | |
| Laney et al. | Delayed lubricant depletion of slippery liquid infused porous surfaces using precision nanostructures | |
| CN105689026B (zh) | 一种微液滴及微阵列的分离制备方法 | |
| US20170267577A1 (en) | Compositions and methods for micropatterning superhydrophobic surfaces | |
| Luo et al. | Transparent super-repellent surfaces with low haze and high jet impact resistance | |
| JP2009516859A5 (zh) | ||
| Yong et al. | Reducing Adhesion for Dispensing Tiny Water/Oil Droplets and Gas Bubbles by Femtosecond Laser‐Treated Needle Nozzles: Superhydrophobicity, Superoleophobicity, and Superaerophobicity | |
| CN110294455A (zh) | 功能材料定位生长方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150211 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |