专利摘要

一种光控微流体运动的方法，装置及微管执行器(2)。利用光致形变智能高分子材料制备了微管执行器(2)，其在光刺激下发生不对称形变，诱导产生毛细作用力驱动微量液体运动。不仅可以驱动各种极性和组成的微流体，还可以驱动微量液体爬坡，甚至可以驱动液体产生三维运动轨迹。在可控微流体传输、微反应系统、微机械系统、芯片实验室等领域具有可观的潜在应用价值。

权利要求

1.一种光控微流体运动的方法，其特征在于，包括步骤：

提供一微管执行器，所述微管执行器外径为0.01-2mm，内径为0.001-1.99mm，且所述微管执行器的管壁材料为含有偶氮苯基团的高分子材料；

在微管执行器中装入微流体；

用光源照射装有微流体的微管执行器的某一端，从而驱动微流体向微管执行器的另一端运动；

其中，所述微管执行器在光刺激下发生不对称形变，诱导产生毛细作用力驱动微流体运动；并且当光源照射装有微流体的微管执行器时，被照射之处的微管截面积会改变，从而驱动微流体向微管执行器较细的一端运动；

所述微管执行器为直形、蛇形或螺旋形。

2.一种光控微流体运动的方法，其特征在于，包括步骤：

提供一微管执行器，所述微管执行器外径为0.01-2mm，内径为0.001-1.99mm，且所述微管执行器的管壁材料为含有偶氮苯基团的高分子材料；

在微管执行器中装入微流体；

用不同强度的光源照射装有微流体的微管执行器，从而驱动微流体由光强度高的一端向光强度低的方向运动；

其中，所述微管执行器在光刺激下发生不对称形变，诱导产生毛细作用力驱动微流体运动；并且当光源照射装有微流体的微管执行器时，被照射之处的微管截面积会改变，从而驱动微流体向微管执行器较细的一端运动；

所述微管执行器为直形、蛇形或螺旋形。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的微管执行器包括一具有凹槽的基板和一薄膜，且所述的凹槽与薄膜共同组成流体通道；其中，所述的基板和/或薄膜含有有效量的管壁材料，其中所述的微管执行器外径为凹槽的宽度或深度与管壁材料薄膜的厚度之和，且所述微管执行器的内径为凹槽的宽度或深度。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述管壁材料由CAB单体进行均聚或共聚反应制备得到；其中，所述单体CAB的化学结构式为：

其中：R2是H，或者是选择于C1、C2、C3、C4、C5、C6的烃基或烷氧基，或者是具有极性的端基，该端基选自氰基、异氰基、羟基、卤素，酯基，羧基，硝基，氨基，或酰胺基中的一种；

R1为选自于C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12的烃基或烷氧基；

D选自如下结构式1-结构式4中的一种：

其中R3是选择于C2、C3、C4、C5、C6的烃基或烷氧基；

或在单体中不出现D。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的管壁材料为CAB单体与CF单体共聚制备获得，所述单体CF的化学结构式选自下组：

其中，F表示：-D-R1-G-R2，所述D，R1，R2与CAB中化学式表示的基团相同，G的结构选自以下结构中的一种或几种：

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的管壁材料包含如下所示结构单元：

其中：R2是H，或者是选择于C1、C2、C3、C4、C5、C6的烃基或烷氧基，或者是具有极性的端基，该端基选自氰基、异氰基、羟基、卤素，酯基，羧基，硝基，氨基，或酰胺基中的一种；

R1为选自于C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12的烃基或烷氧基；

D选自如下结构式1-结构式4中的一种：

其中R3是C2、C3、C4、C5、C6的亚烷基、亚烯基、亚炔基或亚烷氧基。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述不同强度的光源由衰减过滤片产生。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微流体为亲水微流体或疏水微流体。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述微流体为亲水微流体，所述微管执行器的内壁涂覆有亲水涂层。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述微流体为疏水微流体，所述微管执行器的内壁涂覆有疏水涂层。

11.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的微流体选自下组：有机液体、水、气液流体、乳化液。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述的微流体为选自下组的有机液体：硅油、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、异丙醇、甲苯、戊烷、辛烷、环己酮、乙醚、环氧丙烷、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、汽油，或其组合。

13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微流体为生化液体。

14.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光源选自下组：紫外光、可见光、或近红外光。

15.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法通过控制光的移动方向或光的衰减方向来控制微流体的运动方向。

16.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法通过控制光源的强度来调节微流体的驱动速率。

17.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光源的光强为0.01-10W cm-2。

18.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微流体的运动速率为0-10mm s-1。

19.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微管执行器还包括包裹于管壁外的复合材料层，所述复合材料层为乙烯-醋酸乙烯共聚物层，将所述含有偶氮苯基团的高分子材料的溶液灌入乙烯-醋酸乙烯共聚物管，干燥后得到具有复合材料层的所述微管执行器。

20.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法驱动微流体爬坡。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法驱动微流体爬坡的坡度为0-60度。

22.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法驱动微流体产生螺旋形三维运动轨迹。

23.一种光控微流体运动的装置，其特征在于，所述装置包括光源和微管执行器；其中，所述微管执行器外径为0.01-2mm，内径为0.001-1.99mm，且所述微管执行器的管壁材料含有偶氮苯基团的高分子材料；

其中，所述微管执行器在光刺激下发生不对称形变，诱导产生毛细作用力驱动微流体运动；并且当光源照射装有微流体的微管执行器时，被照射之处的微管截面积会改变，从而驱动微流体向微管执行器较细的一端运动；

所述微管执行器为直形、蛇形或螺旋形。

24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，当微流体为亲水微流体时，所述微管执行器的内壁涂覆有亲水涂层。

25.如权利要求23所述的装置，其特征在于，当微流体为疏水微流体时，所述微管执行器的内壁涂覆有疏水涂层。

26.如权利要求23所述的装置，其特征在于，

所述光源的照射位置可以沿着微管执行器移动；和/或

所述光源和微管执行器之间还放置有衰减过滤片。

27.一种光控微流体运动的微管执行器，其特征在于，外径为0.01-2mm，内径为0.001-1.99mm，且所述微管执行器的管壁材料为含有偶氮苯基团的高分子材料；

其中，所述微管执行器在光刺激下发生不对称形变，诱导产生毛细作用力驱动微流体运动；并且当光源照射装有微流体的微管执行器时，被照射之处的微管截面积会改变，从而驱动微流体向微管执行器较细的一端运动；

所述微管执行器为直形、蛇形或螺旋形。

28.如权利要求27所述的微管执行器，其特征在于，当微流体为亲水微流体时，所述微管执行器的内壁涂覆有亲水涂层。

29.如权利要求27所述的微管执行器，其特征在于，当微流体为疏水微流体时，所述微管执行器的内壁涂覆有疏水涂层。

30.如权利要求27所述的微管执行器，其特征在于，所述微管执行器横截面为圆形。

说明书

PCT国内申请，说明书已公开。

一种光控微流体运动的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。