湿的现象更加明显而且极大地促进了电润湿在各类微流控芯片、可变焦液体透镜、显示器等光电器件中的应用。因此,选取适当的介电材料作为所设计介电润湿器件的介电层十分必要。
介电材料的选取原则
介电润湿器件中介电材料的选取可以参照You
gLippma
方程
coscos0
0r2V2dlv
式中θ为电压为V时导电液滴与介电层间的接触角,θ0为施加电压为零时导电液滴与介电层间的接触角,r为所选介电材料的相对介电常数,0为真空介电常数,d是介电层厚度,lv为气液表面自由能。由You
gLippma
方程可以得到提高接触角变化范围,即提高系统电润湿效果的两种方法或原则:1选用自身具有优良疏水性能的介电材料或者在疏水性较差的介电材料表面沉积一层疏水层以提高系统的初始接触角;2选取具有较高介电常数的介电材料,减小介电层厚度,同时保证介电层拥有足够的介电强度,防止驱动电压较高时介电层被击穿。应用于介电润湿驱动中的介电材料主要有聚合物介电材料和无机介电材料两大类。近年来介电材料在以介电润湿为原理制作的各类微流控芯片、光学元件、显示元件等器件中得到了广泛的应用。以聚四氟乙烯为例:聚四氟乙烯Polytetrafluoroethyle
ePTFE是使用氟取代聚乙烯中所有的氢原子而制备出的一系列不定形含氟聚合物树脂。实际应用中通过旋涂或喷涂法制备的聚四氟乙烯薄膜具有优异的透光性、化学稳定性和电学特性等此外又由于其疏水性较好与液滴的接触角接近120°因此可以同时满足介电润湿器件对疏水性和绝缘性的要求。李显歌等以聚四氟乙烯作为介电疏水层设计制备了一块3英寸的介电润湿分段显示模组,该模组包括12个单独控制的区域,每个单独控制区域内含6534个像素,实验中又对聚四氟乙烯作为疏水介电材料的可靠性
f以及可能造成失效的原因进行了探究。BarbulovicNad等基于介电润湿原理,以聚四氟乙烯为介电疏水材料制备了一种可以独立实现片上细胞粘附、细胞培养基液更换、细胞的洗脱以及细胞培养位置更换等操作的用于哺乳动物细胞培养的微流控芯片。以上摘自:王亮,段俊萍,王万军,张斌珍介电材料在介电润湿器件中的应用进展材料导报A,综述篇2016年10月A第30卷第10期
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