液滴微流控疏水處理

A. 微流控技術的特徵流體現象

流體在微流控的微通道中的行為與其在宏觀尺度通道中不同，這些流體行為（現象）不僅是微流控的重要特徵和標志，還是方便、獨特的技術手段。主要的流體現象有層流和液滴。 當兩相不互溶的液體（油和水）在微流控通道中流動時，在液/液界面張力和剪切力的作用下，其中一相流體會形成高度均一的間斷流，即液滴。在乳液制備的方法中，如果說基於攪拌的方法是自上而下的，那麼微流控則是自下而上的方法。微流控能夠以非常高的通量制備高度單分散性的液滴乳液。常見的微通道結構為T型和ψ型。在某些情況下，含有不同高分子聚合物的水相液體在微流控通道中也會形成不互溶的液滴。

B. 你是否了解超疏水呢可以和大家科普一下嗎

自然界珠能夠形成水珠的平面並不多，最為常見的大概是荷葉，經常能夠在荷葉上看到滾動的水珠，但是其他物體的平面上卻不會形成圓形的水珠。大多數的時候，水滴滴落就會變成一灘水，不管這個水滴有多小，但是這又是怎麼回事呢？為什麼水滴滴落的時候會像皮球一樣反彈呢？是水的問題還是這些表面有著特別之處？其實這些水都是普通的純凈水，並沒有任何的問題，但是水滴滴落的地方，還有切開水滴的刀片上，卻塗抹有一層特殊的材料，他們都經過了特殊的處理。很多人應該都聽說過超疏水，這是一種新型材料，1997年通過破解荷葉表面，才充分的了解了這種荷葉形成水珠的能力，並通過荷葉的表面微納復合結構與生物蠟質結合的特點，發明了超疏水。

C. comsol疏水性怎麼設置

通過COMSOLMultiphysics進行模擬模擬。
在固體表面親疏水性和液滴表面張力作用下，液滴會發生各種不同的浸潤性現象。許多動態的液滴的浸潤現象都非常快，往往需要高速攝像機才能捕捉。但另一方面，我們也可以COMSOL在理論上通過模擬計算得到液滴的運動過程。在微流控和親疏水浸潤性領域，許多過程都能進行模擬模擬，通過模擬能幫助優化器件設計，幫助我們分析和理解各種物理過程，提高科研效率，有助於創造優質科研成果。

D. 微流控技術的材料和微加工方法

製作微流控晶元的主要材料有矽片、玻璃、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和紙基等。其中PDMS的使用范圍最為廣泛。這種材料不僅加工簡單、光學透明，而且具有一定的彈性，可以製作功能性的部件，如微閥和微蠕動泵等。PDMS微閥的密度可以達到30個/cm。但是PDMS材料容易吸附疏水性小分子，導致背景升高和檢測偏差。為了克服非特異性吸附的問題，表面惰性且抗黏附的聚四氟乙烯材料開始被用於製作微流控晶元。紙基通常指的具有三維交錯纖維結構的薄層材料，但是硝酸纖維素膜一般也常用於紙基微流控晶元的製作。因為紙基具有價格便宜、比表面積大和親水毛細作用力等特點，通過結合疏水性圖案化和縱向堆積等步驟，具有多元檢測和多步操作集成等優點，非常適合製作便攜易用的微流控晶元。
不同的材料特性決定了不同的微加工方法。但是微流控晶元最主要的加工方法是來自於微電子行業的光刻技術和來自於表面圖案化的軟光刻技術。在上述兩種技術的基礎上，為了製作完整的微流控微通道，一般還需要對兩片材料進行鍵合。玻璃和矽片等材料通過高溫、高壓或高電壓等方法鍵合，而PDMS材料通過氧等離子處理進行鍵合。

E. 疏水性的超疏水性

超疏水性物質，如荷葉，具有極難被水沾濕的表面，其水在其表面的接觸角超過150°，滑動角小於20°。 氣體環繞的固體表面的液滴。接觸角θC，是由液體在三相（液體、固體、氣體）交點處的夾角。
1805年，托馬斯·楊通過分析作用在由氣體環繞的固體表面的液滴的力而確定了接觸角θ。
氣體環繞的固體表面的液滴，形成接觸角θ。如果液體與固體表面微結構的凹凸面直接接觸，則此液滴處於Wenzel狀態；而如果液體只是與微結構的凸面接觸，則此液滴處於Cassie-Baxter狀態。
其中 = 固體和氣體之間的表面張力 = 固體和液體之間的表面張力 = 液體和氣體之間的表面張力 θ可以用接觸角測量計來測量。
Wenzel確定了當液體直接接觸微結構化的表面時，θ角會轉變為θW *
cosθW * = rcosθ 其中，r為實際面積與投影面積的比率。Wenzel的方程顯示了微結構化一個表面將會放大表面張力。疏水性表面（具有大於90°的接觸角）在微結構化之後會變得更加疏水，其新的接觸角將比原來增大。然而，一個親水性表面（具有小於90°的接觸角）在微結構化之後卻會變得更加親水，其新的接觸角將比原來減小。
Cassie和Baxter發現如果液體懸浮在微結構表面，θ角將會變為θCB *
cosθCB * = φ(cos θ + 1) – 1 其中，φ為固體與液體接觸面積的比例。在Cassie-Baxter狀態下的液體比Wenzel狀態下更具有運動性。
通過用以上兩個方程計算出的新接觸角，我們可以預測Wenzel狀態或Cassie-Baxter狀態是否應該存在。由於有自由能最小化的限制，預測出具有更小的新接觸角的狀態就會更可能存在。從數學上來說，要使Cassie-Baxter狀態存在，以下的不等式必須成立。
cos θ < (φ-1)/(r - φ) 提出的一個判斷Cassie-Baxter狀態是否存在的替代標準是：1)接觸線力克服液滴未被支撐部分的重力；2)微結構足夠高從而阻止液滴接觸微結構的基底（即凹面）。
接觸角是靜態測量疏水性的方法，接觸角滯後和滑動角則對疏水性的動態測量法。接觸角滯後是一種鑒定表面異質性的現象。當移液器將液體注到固體表面時，液體就會形成一定的接觸角。隨著注入液體的增加，液滴的體積會隨之增加，接觸角也會變大，但三相邊界會保持固定直到液體突然溢出。在液體溢出前瞬間的接觸角被稱為前進接觸角。回退接觸角可以通過將液體從液滴中吸出來測量。隨著液體被吸出，液滴的體積減小，接觸角也減小，但三相邊界同樣保持固定直到被完全吸回。在液體被吸回瞬間的接觸角被稱為回退接觸角。而前進接觸角和回退接觸角之間的差異就是接觸角滯後，它被用來鑒定表面的異質性、粗糙性和運動性。非同質的表面會有能夠阻礙接觸線的區域。滑動角是另一種動態測量疏水性的方法：在固體表面放置一個液點，傾斜表面知道液滴開始滑動，此時的傾斜角即為滑動角。處於Cassie-Baxter狀態的液滴通常會表現出比Wenzel狀態更小的滑動角和接觸角滯後。 納米纖維表面的水珠
許多在自然界中找到的超疏水性物質都遵循Cassie定律，而它在次微米尺度下可以和空氣組成雙相物質。蓮花效應便是基於此一原理而形成的。仿生學上，超疏水性物質的例子有利用納米科技中的nanopin膠片（nanopin film）。

F. 微流控晶元流道 蛇形流道的目的

蛇形流道用途很多。
1、在微反應晶元中，蛇形流道可以增加反應時間，讓反應得以充分的進行。
2、在液滴晶元中，也會在分散相和連續相的進口加上蛇形通道，這個主要是用來緩沖的，當外部條件突然變化時，可削弱其對內部液體的影響。
綜上所述，根據小編10年的微流控從業有限的經驗來看，也就是這些作用了，供參考。

G. pdms微流控晶元內部怎麼修飾分子

需要在鍵合操作之前進行，對微通道的修飾，也就是親水或者疏水的處理，都有對應的工藝處理方式。
如果是對於微通道中的流體中的分子進行修飾，可以預先在微通道底部埋上相應的物質即可。

H. 如何對矽片表面進行疏水處理

使用硅偶聯劑或氟硅偶聯劑。

I. 求現在生物微流控方面做的好的團隊是哪些

國內做研究的，中國科學院大連化學物理研究所林炳承團隊應該算比較有名的，現在主要做器官微流控。北京大學的黃岩誼團隊，主要做液滴微流控。還有中國科學院國家納米科學中心的蔣興宇團隊，四川大學的褚良銀團隊，華中科技大學的劉筆鋒團隊，浙江大學的方群團隊。另外，南京大學，清華大學，東南大學，廈門大學也都有相關微流控團隊。做產業化的，天津微納芯，杭州霆科生物做的挺好的，這兩個是專注於微流控產品的，一個做生化檢測，一個做食品安全。另外，國內的深圳里邦儀器，博暉創新，博奧等等都有相關微流控產品，主要集中在生化檢測，化學發光方面。還有很多微流控公司為科研服務，提供晶元代加工，代理銷售微泵，數控機床等等服務的。