机械工程学报

作者：杨文振, 刘禹, 刘瑞, 谢晋, 熊壮, 唐彬, 徐康

单位：1. 江南大学机械工程学院 无锡 214122;2. 中国工程物理研究院电子工程研究所 绵阳 621999

关键词：超疏液,PMMA表面改性,刻蚀-相分离,微流体惯性开关；

基金：国家自然科学基金资助项目(51875253)。

液态金属基微流体惯性开关，因其集感控于一体而得到重点关注。在开关设计中，改变流体与微通道壁面的接触角可以实现开关阈值范围的调节，提高微流体惯性开关的灵敏性。面向镓铟锡合金基微流体惯性开关，研究通过刻蚀-相分离法对微流道基底(Polymethyl methacrylate,PMMA)进行表面超疏液改性，使PMMA表面同时发生化学刻蚀、相分离和SiO2沉淀过程，进而形成PMMA-SiO2的梯度粗糙表面。详细研究溶剂配置、成分配比和反应工艺参数对PMMA表面粗糙度的影响，并且开展超景深显微镜、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)、原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)和红外光谱仪的表征，发现使用四氢呋喃和无水乙醇按1∶1比例配比，且加入15 mg/mL的二氧化硅时，能够得到更有利于PMMA疏液性的表面粗糙结构。最终，通过此表面改性方法，成功实现镓铟锡合金基微流体加速度开关阈值从52.54g改进到了28.62g，满足了原液态开关的设计要求。

来源：2023年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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