本發(fā)明屬于氣泡運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可實(shí)現(xiàn)減少水下氣泡運(yùn)輸損失的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

氣泡操縱可被廣泛應(yīng)用于水平儀、生物反應(yīng)器、微型傳感器及污水處理系統(tǒng)等領(lǐng)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(dòng)氣泡運(yùn)輸。氣泡在浮力作用下僅能夠向上運(yùn)動(dòng)，因此被控制的氣泡的運(yùn)動(dòng)方向單一。目前，有研究人員報(bào)道了基于極端潤濕性的超親氣材料的水下氣泡運(yùn)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(yùn)輸。然而氣泡在這些軌道上僅能運(yùn)動(dòng)很短距離，無法實(shí)現(xiàn)對氣泡的遠(yuǎn)距離運(yùn)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(shí)，寬度也隨之增加，導(dǎo)致氣泡運(yùn)輸軌道面積較大。由于氣泡在向遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，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(yùn)輸軌道上，降低氣泡運(yùn)輸效率；如果能夠減少氣泡在運(yùn)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(yùn)輸效率，對于氣泡操控及氣泡運(yùn)輸具有促進(jìn)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(yùn)輸時(shí)能夠順利通過收縮區(qū)域，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，同時(shí)能夠減少運(yùn)輸中的損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種可實(shí)現(xiàn)減少水下氣泡運(yùn)輸損失的結(jié)構(gòu)，用于運(yùn)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(gè)等腰三角形與至少一個(gè)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(gè)軌道的表面積，本發(fā)明能夠顯著減少運(yùn)輸軌道的面積，因此能夠減少氣泡在軌道上運(yùn)輸時(shí)因氣泡鋪展在軌道表面造成的損失。

附圖說明

圖1為實(shí)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(yùn)輸截圖。

圖3為水下氣泡運(yùn)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(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種可實(shí)現(xiàn)減少水下氣泡運(yùn)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(gè)等腰三角形和至少一個(gè)等腰梯形連接組成，連接處為收縮區(qū)域3；沿運(yùn)輸軌道長度方向上有多處收縮區(qū)域；本實(shí)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(yùn)動(dòng)并順利通過收縮位置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可實(shí)現(xiàn)減少水下氣泡運(yùn)輸損失的結(jié)構(gòu)，屬于氣泡運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，用于氣體運(yùn)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(gè)等腰三角形圖案和至少一個(gè)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(yùn)輸軌道面積，本發(fā)明能夠減少氣泡在運(yùn)輸過程中因鋪展在軌道上而造成的損失，提高運(yùn)輸效率。

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