本發(fā)明涉及在載液的表面形成顆粒的致密膜的方法的領(lǐng)域，其中，獲得的致密膜通常旨在沉積于基板，優(yōu)選移動(dòng)的基板上。

更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明涉及形成顆粒的致密膜，也稱為有序顆粒膜，優(yōu)選為單層型，其粒徑可以為幾納米到幾百微米。顆粒優(yōu)選為非球形的，可以例如為二氧化硅、玻璃纖維、碳納米管或氮化鎵纖維的顆粒。在這方面，應(yīng)該指出的是，最近的研究已經(jīng)表明，對(duì)于設(shè)計(jì)具有新特性的材料，非球形的顆粒/膠體的使用代表了非常有前途的途徑。膠體可以以諸如纖維狀、線狀、管狀或棒狀的長(zhǎng)線形式存在，或以諸如多邊形、四足體、立方體、棱柱等更復(fù)雜的形狀存在。

本發(fā)明涉及形成簡(jiǎn)單的致密膜，或形成結(jié)構(gòu)化的致密膜，該結(jié)構(gòu)化的目的是使膜成形，以例如將其它顆粒和/或物體并入其中。另一種可能性涉及提供由保持有序的膜包圍的無(wú)顆粒區(qū)域。在將物體并入到膜中的情況中，例如尤其涉及制造諸如傳感器的具有混合特性的器件。出于指示目的，按照定義，混合式器件使具有各種功能的物體集中于給定的基板上，例如電子器件、光學(xué)器件、電光學(xué)器件、壓電器件、熱電器件和機(jī)械物體等。

待并入到顆粒膜中的物體例如是：

-有源電子部件，如晶體管、微處理器、集成電路等；

-無(wú)源電子部件，如電阻、電容、二極管、光電二極管、線圈、導(dǎo)電路徑、預(yù)成形焊料等；

-光學(xué)部件，如透鏡、微透鏡、衍射網(wǎng)絡(luò)、濾光片等；

-電池、微電池、光檢測(cè)器、太陽(yáng)能電池、rfid系統(tǒng)等；

-例如氧化物、聚合物、金屬、半導(dǎo)體或者janus型(顆粒具有不同性質(zhì)或不同特性的兩個(gè)面)、納米管等的有源或無(wú)源的納米或微米度量的聚集體或顆粒。

然而，本發(fā)明更多地涉及形成簡(jiǎn)單的致密膜，而不是形成結(jié)構(gòu)化的致密膜。

一般地說(shuō)，本發(fā)明應(yīng)用于諸如機(jī)械工程、燃料電池、光學(xué)、光子學(xué)、聚合物涂層、微芯片、mems，有機(jī)和光伏電子學(xué)、熱交換器、諸如化學(xué)傳感器的傳感器、摩擦學(xué)等眾多領(lǐng)域中。

背景技術(shù)：

存在許多已知用于將顆粒的致密膜形成并沉積到基板上的技術(shù)，其中基板可以是移動(dòng)或非移動(dòng)的，并且可以是剛性或柔性的。

通常，設(shè)想了供給有顆粒的積聚和轉(zhuǎn)移區(qū)域，其中顆粒漂浮在包含在該同一區(qū)域中的載液上。在轉(zhuǎn)移區(qū)域中有序且形成單層顆粒(被稱為薄膜)的顆粒由其它顆粒的流入以及載液的流動(dòng)推向該區(qū)域的出口，穿過(guò)該出口顆粒到達(dá)基板。然后它們沉積在移動(dòng)的基板上。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，毛細(xì)管橋通常提供基板和容納于積聚和轉(zhuǎn)移區(qū)域中的載液之間的連接。

在正常操作的裝置中，尤其通過(guò)預(yù)定后續(xù)到達(dá)該轉(zhuǎn)移區(qū)域的移動(dòng)顆粒在上游施加的壓力，使顆粒在積聚和轉(zhuǎn)移區(qū)域中保持有序。此外，通過(guò)毛細(xì)管型或靜電型的弱力來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)顆粒的有序凝聚。當(dāng)顆粒轉(zhuǎn)移區(qū)域在上游方向上與傾斜斜坡(來(lái)自分配裝置的顆粒在傾斜斜坡上移動(dòng))連接時(shí)，傾斜斜坡上的這些顆粒是向轉(zhuǎn)移區(qū)域中所容納的顆粒施加壓力的同一顆粒，因此與鄰近毛細(xì)管力相關(guān)，通過(guò)毛細(xì)管或直接接觸保持顆粒在該區(qū)域中的排序，直到沉積到基板上。

在這方面，應(yīng)該注意的是，由文獻(xiàn)locioisaetal.,“particlelithographyfromcolloidalself-assemblyatliquid_liquidinterfaces”,acsnano,vol.4·no.10·5665–5670·2010；markusretsch,"fabricationoflarge-area,transferablecolloidalmonolayersutilizingself-assemblyattheair/waterinterface”,macromol.chem.phys.2009,210,230–241或mariabardosova,"thelangmuir-blodgettapproachtomakingcolloidalphotoniccrystalsfromsilicaspheres”,adv.mater.2010,22,3104–3124具體知曉通過(guò)壓迫使顆粒進(jìn)行排序的技術(shù)。關(guān)于由傾斜斜坡輔助的壓迫技術(shù)，在ca2695449中進(jìn)行了更精確地描述。通過(guò)這種特定技術(shù)，與斜坡上移動(dòng)的顆粒相關(guān)的動(dòng)能使顆粒在它們碰到也位于傾斜坡道上顆粒的前沿時(shí)，在該斜坡上自動(dòng)排序。因此，在斜坡上建立排序，然后當(dāng)有序顆粒進(jìn)入轉(zhuǎn)移區(qū)域時(shí)，由于連續(xù)供給撞擊前沿的顆粒而保持該排序。

在這里，顆粒自排序所需的動(dòng)能由輸送載液和顆粒的斜坡提供。在這方面，應(yīng)當(dāng)注意，顆粒通常懸浮在溶劑中，而溶劑置于例如采取噴嘴形式的分配裝置內(nèi)。該分配裝置布置為將顆粒輸送到在形成儲(chǔ)液池的區(qū)域處的載液的表面，該區(qū)域位于傾斜斜坡的上游并且連接到后者的入口。

或者，懸浮在溶劑中的顆?？梢允褂靡埔汗芑蛉鋭?dòng)泵直接分配到載液的表面上。然后使用障礙物或類似元件使分散在載液的表面的顆粒進(jìn)行排序。這使它們靠近在一起，以獲得隨后沉積到基板上的顆粒的致密膜。

然而，用于分配顆粒的這些技術(shù)具有以下所列的若干缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)在顆粒具有非球形形狀時(shí)更加嚴(yán)重。

首先，如果包含于分配裝置中的顆粒經(jīng)受快速沉降，則可能難以甚至不可能在載液上獲得均衡且均勻的分配。這種類型的沉降甚至可能意外地導(dǎo)致分配裝置的末端(例如移液器的一次性吸頭)發(fā)生阻塞。此外，顆?？赡艹练e在分配裝置內(nèi)部，從而錯(cuò)誤估計(jì)在載液的表面處引入的顆粒的實(shí)際量。

此外，在移液管的特定情況下，存在多種因素影響實(shí)際吸取和分配的溶劑/顆粒的量。這些因素例如是外部空氣的溫度和壓力、溶劑的密度、死體積等。然后，所有這些因素可能影響吸取/分配的量，這對(duì)操作的精度和重復(fù)性有不利的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是至少部分地提供了對(duì)如上所述缺陷的響應(yīng)。為了做到這一點(diǎn)，本發(fā)明的目的首先是在載液的表面形成顆粒的致密膜的方法，所述方法包括以下步驟：

在所述載液中設(shè)置至少一個(gè)顆粒支撐物，其中所述支撐物包括顆粒被捕獲在其中的、由至少一種經(jīng)冷卻的液體制成的至少一個(gè)凝固部分，其中所述支撐物在融化進(jìn)入所述載液時(shí)，引起顆粒被釋放在該載液的表面；以及

將釋放的顆粒排序，以在所述載液的表面獲得所述顆粒的致密膜。

因此，值得注意的是，本發(fā)明突破了用于在載液的表面分配顆粒的常規(guī)技術(shù)。本發(fā)明特有的技術(shù)表現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn)，不易于發(fā)生上述的沉降風(fēng)險(xiǎn)，或與移液管型分配裝置(不再需要該分配裝置)阻塞有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。

這有利地改善了操作的精度和可重復(fù)性，因?yàn)樵谥挝锶诨陂g釋放的顆粒的數(shù)量是精確的，并且沒(méi)有損失的風(fēng)險(xiǎn)。此外，不管顆粒的形狀和尺寸如何，也不取決于在屬于本發(fā)明的方法開始時(shí)顆?？煞胖糜谄渲械娜軇┑男再|(zhì)，本發(fā)明提出的技術(shù)都能夠以類似方式來(lái)應(yīng)用。因此，與所有的膠體/顆粒(甚至顯示為非球形形狀的那些)的溶液是相容的。

總之，本發(fā)明大大改善了在載液的表面引入顆粒的操作的可靠性。

此外，支撐物優(yōu)選漂浮在載液中。這種技術(shù)使釋放的顆粒能盡可能靠近載液的表面，在沉積在基板上之前顆粒必須先在載液的表面上排序。由于支撐物的逐漸融化/熔解，實(shí)現(xiàn)了顆粒的逐漸分配。

此外，應(yīng)當(dāng)注意，凝固的支撐物最初顯示出零度以下的溫度。作為在融化期間的溫度梯度和相變，尤其是作為冷流體下降的結(jié)果，流體不是靜止的。液體移動(dòng)從而促進(jìn)表面的攪動(dòng)，這有利于顆粒的分散。

最后，應(yīng)當(dāng)注意，局部溫度降低引起位于凍結(jié)材料附近的載液的表面張力增大。這種效果是有益的，因?yàn)樗鹬鴮㈩w粒保持在載液的表面，即氣/液界面的作用。

此外，本發(fā)明還顯示出單獨(dú)或結(jié)合的以下可選特征中的至少一種。

所述顆粒的形狀優(yōu)選為非球形，優(yōu)選為前述的任何形式。然而，本發(fā)明仍然適用于具有任何形狀和任何特性的顆粒。

所述顆粒優(yōu)選具有微米或納米大小，并且優(yōu)選具有1nm至500μm的最大尺寸。作為示例性實(shí)例，所使用的顆粒/膠體可以是氧化物顆粒(sio2、zno、al2o3等)、聚合物(乳膠、pmma、聚苯乙烯等)或金屬顆粒(au、cu、合金等)的類型。它們也可以是由幾種材料構(gòu)成的顆粒：聚合物/金屬、氧化物/金屬、氧化物/聚合物、金屬/氧化物/聚合物或janus顆粒。

即使顆粒尺寸的范圍優(yōu)選為1nm至500μm，但也可以使用前述的如直徑為0.01μm至10μm且長(zhǎng)度為10μm至4000μm的玻璃纖維或其他纖維。也可以設(shè)想硅或石墨烯片或hbn片類型的其它顆粒，這并不超出本發(fā)明的范圍。

載液優(yōu)選為去離子水。

顆粒被捕獲在其中的所述支撐物的凝固部分優(yōu)選至少由水制成。更一般地，凝固部分優(yōu)選由水基液體，如含添加劑的水制成。這有助于支撐物的漂浮，其優(yōu)點(diǎn)如上所述。

顆粒被捕獲在其中的所述支撐物的凝固部分還優(yōu)選由溶劑制成，所述顆粒最初懸浮存在于該溶劑中。

溶劑以凝固形式或簡(jiǎn)單地以液體膜狀態(tài)存在于由水制成的凝固部分上被證明是有利的。實(shí)際上，由于水和溶劑之間的表面張力的差異，界面張力梯度引起流體動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性，其結(jié)果是兩種液體的局部攪拌。稱為馬蘭戈尼效應(yīng)的這種攪拌效應(yīng)促進(jìn)顆粒在載液的表面處的分散。

如上所述，設(shè)置所述一個(gè)或多個(gè)顆粒支撐物的步驟優(yōu)選以使得該支撐物漂浮在所述載液的表面上的方式進(jìn)行。更優(yōu)選地，顆粒在支撐物的一個(gè)負(fù)載表面上聚集在一起，并且設(shè)置所述一個(gè)或多個(gè)顆粒支撐物的步驟以使得所述支撐物的負(fù)載面基本上處于載液的表面的方式進(jìn)行。這進(jìn)一步促進(jìn)了顆粒在載液的表面上的分散。

該方法優(yōu)選包括用于制造所述顆粒被捕獲在其中的所述一個(gè)或多個(gè)支撐物的先前步驟。這種制造可以根據(jù)幾種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)第一制造技術(shù)，制造所述顆粒被捕獲在其中的所述支撐物包括以下操作：

a)將一定量的水引入容器中，所述容器含有與水不混溶且密度小于水的溶劑，所述顆粒被布置為懸浮在所述溶劑中，以便可能通過(guò)攪拌輔助，顆粒移往所述水和所述溶劑間的界面；

b)冷卻以獲得包括至少一個(gè)凝固部分的所述支撐物，所述顆粒被捕獲在所述凝固部分中。

優(yōu)選在操作a)和b)之間實(shí)施提取全部或部分溶劑的操作?；蛘?，冷卻操作還旨在使引入到所述容器中的所述溶劑完全或部分凝固。

根據(jù)第二種技術(shù)，制造所述顆粒被捕獲在其中的所述支撐物包括形成凝固的水塊的操作。然后制造包括將顆粒懸浮布置在其中的溶劑傾倒在凝固的水塊上的操作。不進(jìn)行傾倒，溶劑可以通過(guò)噴霧器來(lái)分配、噴射或施加。

然后該組合體可以按原樣使用，或者冷卻由凝固的水塊和含顆粒的溶劑形成的該組合體，以便所述支撐物的凝固部分包括至少一部分所述溶劑，優(yōu)選包括全部所述溶劑。

根據(jù)該第二種技術(shù)的另一替代方案，制造所述顆粒被捕獲在其中的所述支撐物隨后包括將粉末狀態(tài)的所述顆粒直接傾倒到凝固的水塊上的操作。

根據(jù)第三種制造技術(shù)，制造所述顆粒被捕獲在其中的所述支撐物包括以下操作：

a)將所述顆粒引入容器的底部；

b)將水引入容器中以將所述顆粒保持在容器的底部；

c)冷卻以獲得包括至少一個(gè)凝固部分的所述支撐物，所述顆粒被捕獲在所述支撐物中。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是一種用于將顆粒的致密膜沉積到基板上的方法，該方法包括使用在載液的表面形成顆粒的致密膜的方法，隨后將所述顆粒的致密膜沉積在基板上。

優(yōu)選地，將所述顆粒的致密膜沉積在基板上的步驟在移動(dòng)的基板上實(shí)施，即使膜逐漸沉積在在移動(dòng)的基板上。或者，將膜的所有顆粒沉積到基板上可同時(shí)進(jìn)行，如通過(guò)以朗繆爾-沙佛(langmuir-schaefer)技術(shù)的方式使膜從上方或下方接近基板。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將在下面的非限制性詳細(xì)公開中顯現(xiàn)出來(lái)。

附圖說(shuō)明

參照附圖進(jìn)行描述，在附圖中：

圖1從縱向截面示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的裝置；

圖2示出了圖1所示的裝置的頂部示意圖；

圖2a至圖5b示意性地示出了使用前述附圖所示裝置實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的用于形成和沉積顆粒的致密膜的方法的各個(gè)步驟；和

圖6至圖8示出了以圖2a至圖5b中示意性示出的方法實(shí)施的制造顆粒支撐物的不同可能性。

具體實(shí)施方式

首先參考圖1和圖2，所示的裝置1用于形成顆粒的致密膜并用于將其轉(zhuǎn)移到基板上，其中基板優(yōu)選是移動(dòng)的。設(shè)想圖1和圖2中未示出的有關(guān)顆粒最初懸浮于溶劑中。這些顆粒的大小可以為幾納米至幾百微米。顆粒或膠體的形狀優(yōu)選為非球形。它們可以為諸如纖維狀、線狀、管狀或棒狀的長(zhǎng)線形式，或?yàn)橹T如多邊形、四足體、立方體、棱柱、多邊形等更復(fù)雜的形式。為了簡(jiǎn)化以下附圖，在其中的顆粒以大于實(shí)際尺寸的簡(jiǎn)單管狀示出。

可用于這些顆粒的材料將取決于所期望的應(yīng)用。它們可以是例如二氧化硅顆粒、玻璃纖維顆粒、碳納米管顆?；虻壚w維的顆粒。其他感興趣的顆?？梢杂山饘倩蚪饘傺趸?如鉑、tio2)、聚合物(如聚苯乙烯或pmma)、碳纖維等制成，或?yàn)橛蓭追N材料制成的顆粒。

更確切地說(shuō)，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，顆粒由直徑約10μm且長(zhǎng)度約4mm的玻璃纖維制成。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明尤其適用于最大尺寸比最小尺寸大十倍以上的線狀成分。如下面將要詳細(xì)描述的那樣，旨在將顆粒懸浮于溶劑中，本文中的溶劑為如丁醇或氯仿的一類溶劑，其中介質(zhì)的比例為每200ml溶劑約7g顆粒。

該裝置還包括接收載液16的液體輸送器10，顆粒要漂浮于該載液16上。載液16優(yōu)選為去離子水。輸送器10包括用于積聚和轉(zhuǎn)移顆粒的區(qū)域14，其中區(qū)域14的底部基本上是水平的或稍微傾斜的，以便在必要時(shí)有利于從裝置中排水。

區(qū)域14顯示出經(jīng)兩個(gè)側(cè)壁28限定的顆粒的出口26，這兩個(gè)側(cè)壁28將載液16保持在區(qū)域14中。這些壁28彼此面對(duì)并且相隔一段距離，與圖1和圖2中的箭頭30示意性表示的主方向平行延伸。如下文將詳細(xì)描述的，該方向30對(duì)應(yīng)于在顆粒的致密膜轉(zhuǎn)移到基板上的過(guò)程中，該顆粒的致密膜的移動(dòng)方向。

區(qū)域14的下游部分的底部具有相對(duì)于水平方向，略向上游方向傾斜(如以約5至10度的值)的平臺(tái)。同一平臺(tái)的下游末端也被稱為“葉片”，部分地限定了顆粒的出口26。

裝置1還設(shè)置有用于旨在使基板38移動(dòng)的基板輸送器36。該基板可以是剛性的或柔性的。在未示出的最后一種情況下，基板可被設(shè)置為在輥上移動(dòng)，該輥的軸線平行于靠近其所處的區(qū)域14的出口26。

不管所設(shè)想的構(gòu)造如何，基板38旨在以非常接近出口26的方式移動(dòng)，以便到達(dá)該出口的顆粒能夠通過(guò)毛細(xì)管橋42被容易地轉(zhuǎn)移到該基板上，其中毛細(xì)管橋42也稱為彎月面，將其連接至載液16。毛細(xì)管橋42在位于出口26處的載液16和與導(dǎo)向/驅(qū)動(dòng)輥40相配合的基板38的一部分之間實(shí)現(xiàn)?；蛘?，基板可與轉(zhuǎn)移區(qū)直接接觸，這并不超出本發(fā)明的范圍。不再需要上述的毛細(xì)管橋。

供參考，在基板為剛性，而且待轉(zhuǎn)移的物體也是剛性且在轉(zhuǎn)移期間不能適應(yīng)折角(ruptured'angle)的情況下，將基板浸入積聚和轉(zhuǎn)移區(qū)14的液體中并以這樣的構(gòu)造進(jìn)行撤回可能是有利的。這將使區(qū)域14的液體水平面與基板平面之間形成的角度最大化。

在圖中所示的示例中，基板38的寬度略大于區(qū)域14及其出口26的寬度。區(qū)域14的寬度也對(duì)應(yīng)于可沉積在基板38上的顆粒膜的最大寬度。該寬度可以為約25厘米至30厘米。然而，顆粒必須沉積于其上的基板的寬度可以小于區(qū)域14的寬度，這并不不超出本發(fā)明的范圍。

現(xiàn)在將參考圖2a至圖5b描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的用于形成和沉積顆粒的致密膜的方法。

首先參照?qǐng)D2a和圖2b，設(shè)置用于載液16中的顆粒的支撐物40。最初，該支撐物40包括顆粒4被捕獲在其中的至少一個(gè)凝固部分，其中該凝固部分由至少一種經(jīng)冷卻的液體制成。優(yōu)選地，在其被引入載液16之前，支撐物完全凝固，并且包括對(duì)應(yīng)于凍結(jié)純水的下部分42以及對(duì)應(yīng)于凝固溶劑的上部分44。或者，溶劑可以采取靜置在凍結(jié)純水上的液膜的形式。無(wú)論哪種情況，顆粒4均被捕獲在上部分44和下部分42之間的界面處。稍后將給出制造支撐物40的細(xì)節(jié)。

在其初始狀態(tài)下，支撐物40例如為厚約5mm且直徑40mm的具有圓形橫截面的圓柱形形式。然而，可以選擇更大的尺寸，這并不超出本發(fā)明的范圍。顆粒4在支撐物的負(fù)載面處聚集在一起，該負(fù)載面對(duì)應(yīng)于基本平的并且水平對(duì)齊的上表面40'。

由于支撐物40的組成基本上基于凍結(jié)水，所以當(dāng)其被引入到載液16中時(shí)，支撐物40是漂浮的。該引入以這樣的方式實(shí)現(xiàn)：使得支撐物40的負(fù)載面40'基本處于載液16的表面16'的水平，或者與表面16'的水平相近。該目標(biāo)在凝固溶劑44的厚度小時(shí)容易實(shí)現(xiàn)。然而，溶劑可能未完全凝固，而是例如變成粘稠狀態(tài)。

如圖3a和圖3b示意性地所示，一旦引入載液16中，支撐物40經(jīng)歷熔解并逐漸地融化，釋放顆粒4，然后顆粒4可以逐漸地分散在載液16的表面上。

作為在支撐物40融化期間的溫度梯度和相變的結(jié)果，尤其是作為冷流體下降的結(jié)果，流體不是靜止的。因此，區(qū)域14內(nèi)的液體移動(dòng)促進(jìn)表面的攪動(dòng)，這有利于顆粒4的分散。此外，局部溫度降低引起位于凍結(jié)材料塊40附近的載液16的表面張力增大。這種效果是有益的，因?yàn)橛兄趯㈩w粒4保持在載液16的表面16'處。此外，由于發(fā)生熔解時(shí)水和溶劑之間表面張力的差異，界面張力梯度引起流體動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性，從而有助于兩種液體的局部攪動(dòng)，這有利于顆粒在載液的表面16'處的分散。

應(yīng)當(dāng)注意，可以將若干個(gè)支撐物40依次或同時(shí)引入到載液中，以增加所需顆粒的量?？紤]到被引入到該區(qū)域中的支撐物40添加了額外的水，泵送系統(tǒng)(未示出)可額外調(diào)節(jié)區(qū)域14中的液體的總體積。

當(dāng)顆粒4的總量存在于積聚和轉(zhuǎn)移區(qū)域14中的表面16'處時(shí)，通過(guò)障礙物50或類似元件向出口26的方向推動(dòng)它們。該障礙物50實(shí)際上沿著方向30移動(dòng)，以便顆粒4通過(guò)由形成終點(diǎn)擋板的基板38被保留在下游而進(jìn)行排序。

如圖4a和圖4b示意性地所示，利用障礙物50和基板38進(jìn)行的這種排序產(chǎn)生了顆粒4的致密膜4'。

或者，可以設(shè)置如前所述的斜坡輸送器，其中尤其因?yàn)樵谧矒舻酱嬖谟谛逼律系念w粒前沿上時(shí)，它們的動(dòng)能和所使用的毛細(xì)作用力，顆粒在沒(méi)有幫助的情況下自動(dòng)排序。在這種情況下，支撐物40優(yōu)選地被放置在斜坡上游的輸送器的儲(chǔ)液池中。

也可以設(shè)想本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他排序方式，這并不超出本發(fā)明的范圍。

在球形情況下，期望的排序是使得所獲得的致密膜呈現(xiàn)出與“緊湊的六邊形”結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)顆粒4都被彼此接觸的六個(gè)其它顆粒4包圍，并與它們接觸。這可以被稱為顆粒的致密膜或者等同為有序顆粒膜。

一旦在區(qū)域14中的載液16的表面處獲得了膜4'，就可以進(jìn)行對(duì)該膜的結(jié)構(gòu)化步驟，該步驟的細(xì)節(jié)將不在此給出，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的。這涉及例如將物體放置在致密膜上。

然后，在障礙物50繼續(xù)向下游位移的同時(shí)將基板38設(shè)置為移動(dòng)的，從而通過(guò)毛細(xì)管橋42將膜4'逐漸沉積在該基板38上。在圖5a和圖5b中示意性地示出了膜4'的沉積步驟，也稱為轉(zhuǎn)移步驟。實(shí)際上，當(dāng)基板38開始移動(dòng)時(shí)，膜4'以文獻(xiàn)ca2695449中所述的方式，穿過(guò)出口26并越過(guò)毛細(xì)管橋42沉積在基板38上。也可以設(shè)想使用非毛細(xì)管橋的直接接觸的方案，這并不超出本發(fā)明的范圍。

為了促進(jìn)顆粒4沉積并粘附到諸如由聚合物制成的基板38上，可以設(shè)想在轉(zhuǎn)移之后進(jìn)行熱退火。該熱退火可以例如在80℃，使用聚酯類低溫墊層壓膜(如以perfex-matt^tm名稱出售，厚度為125μm)下進(jìn)行。這種膜作為基板的優(yōu)點(diǎn)是，它的一個(gè)面在約80℃的溫度下變的有粘性。這有助于顆粒4粘附到膜上。更具體地說(shuō)，在該溫度下，顆粒4沉入軟化的膜38中，使得能夠與膜直接接觸，這導(dǎo)致顆粒的粘附。

或者，基板38可以是硅、玻璃或甚至壓電膜的類型。

在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，基板38的線速度(也稱為牽引速度)可以為約0.1cm/min至100cm/min。

現(xiàn)在參考圖6，示出了用于制造支撐物40的第一種技術(shù)。

首先，設(shè)想了容器60，在其中布置了含懸浮顆粒4的溶劑3。然后將給定量的純水引入容器60中。溶劑3丁醇與水不混溶且密度小于水的密度。因此，在引入純水之后，顆粒4移動(dòng)，以便它們布置在位于上方的水5和位于下方的溶劑之間的界面處的水平面中。可以通過(guò)在容器中進(jìn)行攪動(dòng)來(lái)促進(jìn)移動(dòng)。

根據(jù)第一種可能性，然后將組合體60'直接冷卻以獲得上述支撐物40。因此，冷卻溫度優(yōu)選低于溶劑的融點(diǎn)，以便支撐物的凝固部分包含純水和溶劑，以及被捕獲在界面處的顆粒。

根據(jù)另一種可能性，進(jìn)行溶劑的萃取操作，使得只有非常薄的層被保留在水之上，或者該溶劑甚至完全被除去。然后將組合體60”凍結(jié)，以獲得支撐物40，該支撐物40的由純水制成的凝固部分包含顆粒4。在將支撐物40引入載液中之前，任何殘留的溶劑膜3'都可在低溫下保持液態(tài)，或者如果冷卻溫度足夠低，也可凝固。

根據(jù)圖7示意性示出的用于制造支撐物40的第二種技術(shù)，首先進(jìn)行在容器60中形成凝固的純水塊70的操作。然后進(jìn)行將顆粒4懸浮在其中的溶劑3倒入容器60中，凝固的水塊70之上的操作。這引起顆粒4移往溶劑3和凝固的水塊70之間的界面，以便顆粒4被捕獲在后者的上表面處。也可以通過(guò)傾析使顆粒移動(dòng)到界面。然后也優(yōu)選取出多余的溶劑，使得僅保留非常薄的溶劑層，同時(shí)顆粒被布置在該層和冰之間的界面處。溶劑的去除可通過(guò)移液或在重力下流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

然后組合體形成支撐物40，隨后支撐物40可以按原樣被引入載液中。

根據(jù)另一種可能性，所獲得的組合體60'可被冷卻至溶劑3的融化溫度以下，以便整個(gè)支撐物40在引入到載液之前凝固。

根據(jù)另一可能性，在獲得凝固的水塊70之后，可以進(jìn)行將粉末狀的顆粒4直接倒在水塊70的上表面上的操作。當(dāng)這些顆粒4與水塊70的上表面接觸時(shí)被水塊70捕獲。

最后，參考圖8，示意性地示出了制造支撐物40的第三種技術(shù)，其首先涉及將顆粒4引入容器60的底部。然后將水5倒入容器60中，以通過(guò)保持低傾倒水流而將顆粒4保持在容器的底部。為了完成該過(guò)程，將組合體冷卻并凝固以獲得支撐物40。這樣支撐物的凝固部分由水塊制成，其中顆粒4被捕獲在下表面上。當(dāng)將該支撐物引入載液時(shí)，優(yōu)選將其翻轉(zhuǎn)，以便負(fù)載有顆粒的表面形成支撐物40的上表面。

自然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)剛剛描述的僅作為非限制性實(shí)例的本發(fā)明進(jìn)行各種修改。