本發(fā)明屬于氣泡運輸技術領域，具體涉及一種可實現(xiàn)減少水下氣泡運輸損失的結(jié)構(gòu)。

背景技術：

氣泡操縱可被廣泛應用于水平儀、生物反應器、微型傳感器及污水處理系統(tǒng)等領域。雖然對氣泡的操縱方法有很多，但這些方法大部分是依靠浮力驅(qū)動氣泡運輸。氣泡在浮力作用下僅能夠向上運動，因此被控制的氣泡的運動方向單一。目前，有研究人員報道了基于極端潤濕性的超親氣材料的水下氣泡運輸方法(advfunctmater,2016,26(19):3236-3243；acsnano,2016,10(12):10887-10894)。在這些方法中，氣泡沿著圓錐狀結(jié)構(gòu)或楔形結(jié)構(gòu)的超親氣軌道運輸。然而氣泡在這些軌道上僅能運動很短距離，無法實現(xiàn)對氣泡的遠距離運輸。這是由于圓錐狀結(jié)構(gòu)和楔形結(jié)構(gòu)這兩種結(jié)構(gòu)在其長度增加時，寬度也隨之增加，導致氣泡運輸軌道面積較大。由于氣泡在向遠距離運輸?shù)耐瑫r，也會鋪展在軌道表面形成一層氣膜，若軌道面積過大，大部分氣泡會消耗在運輸軌道上，降低氣泡運輸效率；如果能夠減少氣泡在運輸過程中的因鋪展在軌道表面造成的損失則有利于提高運輸效率，對于氣泡操控及氣泡運輸具有促進作用。

為解決這一問題，我們提出一種串聯(lián)棱刺狀軌道，氣泡在軌道上運輸時能夠順利通過收縮區(qū)域，實現(xiàn)遠距離運輸，同時能夠減少運輸中的損失。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種可實現(xiàn)減少水下氣泡運輸損失的結(jié)構(gòu)，用于提高氣泡運輸?shù)男省?/p>

本發(fā)明的技術方案：

一種可實現(xiàn)減少水下氣泡運輸損失的結(jié)構(gòu)，用于運輸氣體的水下超親氣軌道為串聯(lián)棱刺狀結(jié)構(gòu)；串聯(lián)棱刺狀結(jié)構(gòu)由一個等腰三角形與至少一個等腰梯形依次連接組成，連接處為收縮區(qū)域；收縮區(qū)域的收縮比不大于1，即收縮后軌道寬度與收縮前軌道寬度的比值。

所述的水下超親氣軌道材料包括但不限于鋁、銅或玻璃。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在于利用軌道的收縮區(qū)域減少整個軌道的表面積，本發(fā)明能夠顯著減少運輸軌道的面積，因此能夠減少氣泡在軌道上運輸時因氣泡鋪展在軌道表面造成的損失。

附圖說明

圖1為實施例1中制備的串聯(lián)棱刺狀超親氣軌道示意圖。

圖2為氣泡在水下串聯(lián)棱刺狀超親氣軌道上運輸截圖。

圖3為水下氣泡運輸結(jié)構(gòu)的對比圖。

圖中：1超疏氣基體；2二維串聯(lián)棱刺狀超親氣軌道；3收縮區(qū)域。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和技術方案，進一步說明本發(fā)明的具體實施方式。

實施例1：

如圖1所示，一種可實現(xiàn)減少水下氣泡運輸損失的結(jié)構(gòu)：主要由超疏氣基體1和二維串聯(lián)棱刺狀超親氣軌道2組成；串聯(lián)棱刺狀由一個等腰三角形和至少一個等腰梯形連接組成，連接處為收縮區(qū)域3；沿運輸軌道長度方向上有多處收縮區(qū)域；本實施例中收縮比例為0.3。如圖2所示，將制備的極端潤濕性鋁片水平置于水中，在串聯(lián)棱刺狀超親氣軌道的窄腳端釋放氣泡，氣泡將自發(fā)的向?qū)捘_端運動并順利通過收縮位置，實現(xiàn)遠距離運輸。

技術特征：

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可實現(xiàn)減少水下氣泡運輸損失的結(jié)構(gòu)，屬于氣泡運輸技術領域，用于氣體運輸?shù)某H氣軌道為串聯(lián)棱刺狀結(jié)構(gòu)。串聯(lián)棱刺狀結(jié)構(gòu)由一個等腰三角形圖案和至少一個等腰梯形圖案連接組成，連接處為收縮區(qū)域；串聯(lián)棱刺狀結(jié)構(gòu)由于具有多處收縮區(qū)域，能顯著減小運輸軌道面積，本發(fā)明能夠減少氣泡在運輸過程中因鋪展在軌道上而造成的損失，提高運輸效率。

技術研發(fā)人員：宋金龍;劉子艾;張志豪;劉新
受保護的技術使用者：大連理工大學
技術研發(fā)日：2017.08.14
技術公布日：2017.11.17