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专利号: 2020101580669
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.单类微小物体漂浮定向移动及自主装巨量转移方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1.将待转移的微小物体进行表面处理后,放入具有表面活性剂和粘度调节剂的溶液A中,微小物体的表面不与溶液A发生浸润,微小物体密度低于溶液A;

S2.对目标载板进行图案化处理和表面处理,使其目标位置产生图案,且图案表面对溶液A不发生浸润但对微小物体表面发生浸润,目标载板上除所述图案之外的表面对溶液A发生浸润但对微小物体表面不发生浸润;

S3.在溶液A中通入气体A,气体A在溶液A中产生气泡,同时进行超声处理,使气泡碎成若干个临界尺寸气泡,每个临界尺寸气泡吸附并携带一个微小物体漂浮在溶液A液面上;

S4.将目标载板竖直或倾斜缓慢浸入溶液A内,在浸入的过程中图案与溶液A界面之间产生凹窝,使得临界尺寸气泡携带的微小物体滑入凹窝处,粘结于图案上;

S5.随着目标载板投入溶液A中,微小物体完全粘结于图案上;

S6.将目标载板移出溶液A,并进行冲洗,烘干去除目标载板表面残余溶液。

2.根据权利要求1所述的单类微小物体漂浮定向移动及自主装巨量转移方法,其特征在于:在步骤S1中,在微小物体的表面涂覆溶液B,溶液B与微小物体发生浸润但不与溶液A发生浸润,溶液B为油脂大分子有机物或硅烷偶联剂。

3.根据权利要求2所述的单类微小物体漂浮定向移动及自主装巨量转移方法,其特征在于:在步骤S2中,通过机械加工或化学刻蚀在目标载板表面的目标位置产生图案,在图案表面以及目标载板上除图案之外的表面分别涂覆表面活性剂A和表面活性剂B,图案大小与微小物体的尺寸相匹配。

4.根据权利要求3所述的单类微小物体漂浮定向移动及自主装巨量转移方法,其特征在于:所述图案为图案化凸起或图案化凹槽或平面图案。

5.根据权利要求3所述的单类微小物体漂浮定向移动及自主装巨量转移方法,其特征在于:在步骤S2中,目标载板由两层载板叠加而成,第一层表面涂覆表面活性剂B,在第一层载板的目标位置打出大小与微小物体的尺寸相匹配的通孔,在第二层载板的表面涂覆表面活性剂A,然后将第一层载板压合在第二层载板上。

6.根据权利要求1所述的单类微小物体漂浮定向移动及自主装巨量转移方法,其特征在于:在步骤S3中,降低溶液A的温度再溶入气体A,再通过升温或振动,使气体A从溶液A中析出形成气泡,利用超声处理分散微小物体,并使气泡破裂成若干临界尺寸的气泡,使得单个临界尺寸的气泡包裹着单个微小物体在溶液A液面上漂浮移动。

7.多类微小物体漂浮定向移动及自主装巨量转移方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1.将待转移的多种不同形状尺寸的第一微小物体、第二微小物体和第三微小物体进行表面处理后,分别对应放入不同表面活性剂和粘度调节剂的溶液A、溶液B和溶液C中,各个微小物体的表面不与溶液A、溶液B和溶液C发生浸润;

S2.对目标载板进行图案化处理和表面处理,使其目标位置制作出对应第一微小物体、第二微小物体和第三微小物体的第一图案化凸起、第二图案化凸起和第三图案化凸起,且第一图案化凸起、第二图案化凸起和第三图案化凸起对溶液A、溶液B和溶液C不发生浸润,但第一图案化凸起、第二图案化凸起和第三图案化凸起均只与对应匹配的第一微小物体、第二微小物体和第三微小物体表面发生浸润,目标载板上除所述第一图案化凸起、第二图案化凸起和第三图案化凸起以外的表面对溶液A、溶液B和溶液C发生浸润但对第一微小物体、第二微小物体和第三微小物体表面均不发生浸润;

S3.溶液A、溶液B和溶液C密度分别高于第一微小物体、第二微小物体和第三微小物体,在溶液A中通入气体A,气体A在溶液A中产生气泡,同时进行超声处理,使气泡碎成若干个临界尺寸气泡,每个临界尺寸气泡吸附并携带一个第一微小物体漂浮在溶液A的液面上;

S4.将目标载板竖直或倾斜缓慢浸入溶液A内,在浸入的过程中第一图案化凸起与溶液A界面之间产生凹窝,第一微小物体滑入凹窝处,粘结于第一图案化凸起上;

S5.随着目标载板投入溶液A中,第一微小物体完全粘结于第一图案化凸起上;

S6.将目标载板移出溶液A,并进行冲洗,烘干去除目标载板表面残余溶液;

S7.在溶液B中通入气体A,气体A在溶液B中产生气泡,同时进行超声处理,使气泡碎成若干个临界尺寸气泡,每个临界尺寸气泡吸附并携带一个第二微小物体漂浮在溶液B的液面上;

S8.将目标载板竖直或倾斜缓慢浸入溶液B内,在浸入的过程中第二图案化凸起与溶液A界面之间产生凹窝,第二微小物体滑入凹窝处,粘结于第二图案化凸起上;

S9.随着目标载板投入溶液B中,第二微小物体完全粘结于第二图案化凸起上;

S10.将目标载板移出溶液B,并进行冲洗,烘干去除目标载板表面残余溶液;

S11.在溶液C中通入气体C,气体A在溶液C中产生气泡,同时进行超声处理,使气泡碎成若干个临界尺寸气泡,每个临界尺寸气泡吸附并携带一个第三微小物体漂浮在溶液C的液面上;

S12.将目标载板竖直或倾斜缓慢浸入溶液C内,在浸入的过程中第三图案化凸起与溶液C界面之间产生凹窝,第三微小物体滑入凹窝处,粘结于第三图案化凸起上;

S13.随着目标载板投入溶液C中,第三微小物体完全粘结于第三图案化凸起上;

S14.将目标载板移出溶液C,并进行冲洗,烘干去除目标载板表面残余溶液。

8.根据权利要求7所述的多类微小物体漂浮定向移动及自主装巨量转移方法,其特征在于:所述步骤S3至S14用以下步骤代替:S203.溶液A、溶液B和溶液C互不相溶,将溶液A、溶液B和溶液C倒入同一容器中,三种溶液发生分层,最底层为溶液C,中层为溶液B,上层为溶液A,第一微小物体浮于溶液A上方,第二微小物体浮于溶液A与溶液B的界面,第三微小物体浮于溶液B与溶液C的界面,对溶液A、溶液B和溶液C进行超声处理,分散微小物体;

S204.将目标载板竖直投入溶液中,基于目标载板表面浸润性的差异,在溶液A液面处,第一图案化凸起产生凹窝并粘附第一微小物体,在溶液A与溶液B界面处,第二图案化凸起产生凹窝并粘附第二微小物体,在溶液B与溶液C界面处,第三图案化凸起产生凹窝并粘附第三微小物体;

S205.随着目标载板下降,并穿过三个液层,三种微小物体完全粘结于目标载板的三种图案化凸起上;

S206.将目标载板移出溶液,烘干去除目标载板表面残余溶液。