液滴微流控疏水处理

A. 微流控技术的特征流体现象

流体在微流控的微通道中的行为与其在宏观尺度通道中不同，这些流体行为（现象）不仅是微流控的重要特征和标志，还是方便、独特的技术手段。主要的流体现象有层流和液滴。 当两相不互溶的液体（油和水）在微流控通道中流动时，在液/液界面张力和剪切力的作用下，其中一相流体会形成高度均一的间断流，即液滴。在乳液制备的方法中，如果说基于搅拌的方法是自上而下的，那么微流控则是自下而上的方法。微流控能够以非常高的通量制备高度单分散性的液滴乳液。常见的微通道结构为T型和ψ型。在某些情况下，含有不同高分子聚合物的水相液体在微流控通道中也会形成不互溶的液滴。

B. 你是否了解超疏水呢可以和大家科普一下吗

自然界珠能够形成水珠的平面并不多，最为常见的大概是荷叶，经常能够在荷叶上看到滚动的水珠，但是其他物体的平面上却不会形成圆形的水珠。大多数的时候，水滴滴落就会变成一滩水，不管这个水滴有多小，但是这又是怎么回事呢？为什么水滴滴落的时候会像皮球一样反弹呢？是水的问题还是这些表面有着特别之处？其实这些水都是普通的纯净水，并没有任何的问题，但是水滴滴落的地方，还有切开水滴的刀片上，却涂抹有一层特殊的材料，他们都经过了特殊的处理。很多人应该都听说过超疏水，这是一种新型材料，1997年通过破解荷叶表面，才充分的了解了这种荷叶形成水珠的能力，并通过荷叶的表面微纳复合结构与生物蜡质结合的特点，发明了超疏水。

C. comsol疏水性怎么设置

通过COMSOLMultiphysics进行仿真模拟。
在固体表面亲疏水性和液滴表面张力作用下，液滴会发生各种不同的浸润性现象。许多动态的液滴的浸润现象都非常快，往往需要高速摄像机才能捕捉。但另一方面，我们也可以COMSOL在理论上通过模拟计算得到液滴的运动过程。在微流控和亲疏水浸润性领域，许多过程都能进行仿真模拟，通过模拟能帮助优化器件设计，帮助我们分析和理解各种物理过程，提高科研效率，有助于创造优质科研成果。

D. 微流控技术的材料和微加工方法

制作微流控芯片的主要材料有硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和纸基等。其中PDMS的使用范围最为广泛。这种材料不仅加工简单、光学透明，而且具有一定的弹性，可以制作功能性的部件，如微阀和微蠕动泵等。PDMS微阀的密度可以达到30个/cm。但是PDMS材料容易吸附疏水性小分子，导致背景升高和检测偏差。为了克服非特异性吸附的问题，表面惰性且抗黏附的聚四氟乙烯材料开始被用于制作微流控芯片。纸基通常指的具有三维交错纤维结构的薄层材料，但是硝酸纤维素膜一般也常用于纸基微流控芯片的制作。因为纸基具有价格便宜、比表面积大和亲水毛细作用力等特点，通过结合疏水性图案化和纵向堆积等步骤，具有多元检测和多步操作集成等优点，非常适合制作便携易用的微流控芯片。
不同的材料特性决定了不同的微加工方法。但是微流控芯片最主要的加工方法是来自于微电子行业的光刻技术和来自于表面图案化的软光刻技术。在上述两种技术的基础上，为了制作完整的微流控微通道，一般还需要对两片材料进行键合。玻璃和硅片等材料通过高温、高压或高电压等方法键合，而PDMS材料通过氧等离子处理进行键合。

E. 疏水性的超疏水性

超疏水性物质，如荷叶，具有极难被水沾湿的表面，其水在其表面的接触角超过150°，滑动角小于20°。 气体环绕的固体表面的液滴。接触角θC，是由液体在三相（液体、固体、气体）交点处的夹角。
1805年，托马斯·杨通过分析作用在由气体环绕的固体表面的液滴的力而确定了接触角θ。
气体环绕的固体表面的液滴，形成接触角θ。如果液体与固体表面微结构的凹凸面直接接触，则此液滴处于Wenzel状态；而如果液体只是与微结构的凸面接触，则此液滴处于Cassie-Baxter状态。
其中 = 固体和气体之间的表面张力 = 固体和液体之间的表面张力 = 液体和气体之间的表面张力 θ可以用接触角测量计来测量。
Wenzel确定了当液体直接接触微结构化的表面时，θ角会转变为θW *
cosθW * = rcosθ 其中，r为实际面积与投影面积的比率。Wenzel的方程显示了微结构化一个表面将会放大表面张力。疏水性表面（具有大于90°的接触角）在微结构化之后会变得更加疏水，其新的接触角将比原来增大。然而，一个亲水性表面（具有小于90°的接触角）在微结构化之后却会变得更加亲水，其新的接触角将比原来减小。
Cassie和Baxter发现如果液体悬浮在微结构表面，θ角将会变为θCB *
cosθCB * = φ(cos θ + 1) – 1 其中，φ为固体与液体接触面积的比例。在Cassie-Baxter状态下的液体比Wenzel状态下更具有运动性。
通过用以上两个方程计算出的新接触角，我们可以预测Wenzel状态或Cassie-Baxter状态是否应该存在。由于有自由能最小化的限制，预测出具有更小的新接触角的状态就会更可能存在。从数学上来说，要使Cassie-Baxter状态存在，以下的不等式必须成立。
cos θ < (φ-1)/(r - φ) 提出的一个判断Cassie-Baxter状态是否存在的替代标准是：1)接触线力克服液滴未被支撑部分的重力；2)微结构足够高从而阻止液滴接触微结构的基底（即凹面）。
接触角是静态测量疏水性的方法，接触角滞后和滑动角则对疏水性的动态测量法。接触角滞后是一种鉴定表面异质性的现象。当移液器将液体注到固体表面时，液体就会形成一定的接触角。随着注入液体的增加，液滴的体积会随之增加，接触角也会变大，但三相边界会保持固定直到液体突然溢出。在液体溢出前瞬间的接触角被称为前进接触角。回退接触角可以通过将液体从液滴中吸出来测量。随着液体被吸出，液滴的体积减小，接触角也减小，但三相边界同样保持固定直到被完全吸回。在液体被吸回瞬间的接触角被称为回退接触角。而前进接触角和回退接触角之间的差异就是接触角滞后，它被用来鉴定表面的异质性、粗糙性和运动性。非同质的表面会有能够阻碍接触线的区域。滑动角是另一种动态测量疏水性的方法：在固体表面放置一个液点，倾斜表面知道液滴开始滑动，此时的倾斜角即为滑动角。处于Cassie-Baxter状态的液滴通常会表现出比Wenzel状态更小的滑动角和接触角滞后。 纳米纤维表面的水珠
许多在自然界中找到的超疏水性物质都遵循Cassie定律，而它在次微米尺度下可以和空气组成双相物质。莲花效应便是基于此一原理而形成的。仿生学上，超疏水性物质的例子有利用纳米科技中的nanopin胶片（nanopin film）。

F. 微流控芯片流道 蛇形流道的目的

蛇形流道用途很多。
1、在微反应芯片中，蛇形流道可以增加反应时间，让反应得以充分的进行。
2、在液滴芯片中，也会在分散相和连续相的进口加上蛇形通道，这个主要是用来缓冲的，当外部条件突然变化时，可削弱其对内部液体的影响。
综上所述，根据小编10年的微流控从业有限的经验来看，也就是这些作用了，供参考。

G. pdms微流控芯片内部怎么修饰分子

需要在键合操作之前进行，对微通道的修饰，也就是亲水或者疏水的处理，都有对应的工艺处理方式。
如果是对于微通道中的流体中的分子进行修饰，可以预先在微通道底部埋上相应的物质即可。

H. 如何对硅片表面进行疏水处理

使用硅偶联剂或氟硅偶联剂。

I. 求现在生物微流控方面做的好的团队是哪些

国内做研究的，中国科学院大连化学物理研究所林炳承团队应该算比较有名的，现在主要做器官微流控。北京大学的黄岩谊团队，主要做液滴微流控。还有中国科学院国家纳米科学中心的蒋兴宇团队，四川大学的褚良银团队，华中科技大学的刘笔锋团队，浙江大学的方群团队。另外，南京大学，清华大学，东南大学，厦门大学也都有相关微流控团队。做产业化的，天津微纳芯，杭州霆科生物做的挺好的，这两个是专注于微流控产品的，一个做生化检测，一个做食品安全。另外，国内的深圳里邦仪器，博晖创新，博奥等等都有相关微流控产品，主要集中在生化检测，化学发光方面。还有很多微流控公司为科研服务，提供芯片代加工，代理销售微泵，数控机床等等服务的。