實驗名稱：多體系(xi)油相液滴交流電場(chang)行為控制(zhi)

　　實驗內容：油-油體(ti)系(xi)是對常用含水(shui)體(ti)系(xi)的(de)補充研(yan)究，適(shi)用于許(xu)多與水(shui)或水(shui)性(xing)溶液不兼容的(de)應用場合(he)，從藥(yao)物制備、涂層和(he)(he)復合(he)材料生產、到能(neng)量(liang)收(shou)集和(he)(he)管理等等均(jun)有(you)廣泛的(de)研(yan)究需求，本實(shi)驗(yan)研(yan)究了以官能(neng)團為分類的(de)不同(tong)油相液滴體(ti)系(xi)，如烷基(ji)、烴基(ji)、羥基(ji)和(he)(he)酯(zhi)基(ji)等，并(bing)在(zai)電(dian)學和(he)(he)流(liu)動的(de)耦合(he)條(tiao)件(jian)下，定義了五種典型的(de)液滴行為：“無(wu)影響”、“移(yi)動”、“變形”、“界面(mian)破裂”和(he)(he)“混亂”，提(ti)出了流(liu)-電(dian)耦合(he)場下這一(yi)新(xin)的(de)無(wu)量(liang)綱數判定準則(ze)。

　　研究方向?：液滴行為控制

　　測試設備：ATA-7030高壓放大器，信號發生器，高速相機，顯微鏡(jing)，注射泵等(deng)。

　　圖1：實驗(yan)框架圖

　　實驗過程：

　　在交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)場(chang)(chang)(chang)控(kong)(kong)制(zhi)多體系油相(xiang)液(ye)(ye)滴(di)(di)行為(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)實驗中，高(gao)壓(ya)放(fang)(fang)大(da)器是關鍵設備之一(yi)。實驗人員利用(yong)微流(liu)(liu)(liu)控(kong)(kong)芯片(pian)生成油相(xiang)液(ye)(ye)滴(di)(di)，然后當液(ye)(ye)滴(di)(di)運(yun)動(dong)(dong)到(dao)電(dian)場(chang)(chang)(chang)控(kong)(kong)制(zhi)區域時通過(guo)高(gao)壓(ya)放(fang)(fang)大(da)器（ATA-7030）施(shi)加交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)場(chang)(chang)(chang)。高(gao)壓(ya)放(fang)(fang)大(da)器的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)是提供足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)勢(shi)差，使液(ye)(ye)滴(di)(di)在電(dian)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)下發生運(yun)動(dong)(dong)、變(bian)形(xing)、分裂、融(rong)合等模(mo)式(shi)。通過(guo)調(diao)節功放(fang)(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)參數，如電(dian)壓(ya)和頻率(lv)，可以(yi)精確控(kong)(kong)制(zhi)液(ye)(ye)滴(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)軌跡(ji)和速度(du)。實驗者(zhe)可以(yi)觀察(cha)液(ye)(ye)滴(di)(di)在電(dian)場(chang)(chang)(chang)中的(de)(de)(de)(de)(de)受(shou)(shou)力(li)情況，研究其受(shou)(shou)到(dao)電(dian)場(chang)(chang)(chang)影響而發生的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)變(bian)和運(yun)動(dong)(dong)行為(wei)。高(gao)壓(ya)放(fang)(fang)大(da)器在這一(yi)過(guo)程中充當著調(diao)節和控(kong)(kong)制(zhi)電(dian)場(chang)(chang)(chang)強度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵角色，為(wei)實驗者(zhe)提供了一(yi)個可控(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)平臺，以(yi)深入了解油相(xiang)液(ye)(ye)滴(di)(di)在電(dian)場(chang)(chang)(chang)中的(de)(de)(de)(de)(de)行為(wei)控(kong)(kong)制(zhi)機理

　　實驗結果：

　　圖2：實驗結果

　　（1）SO/HDDA（烷基(ji)）/MO/HDDA（烴(jing)基(ji)）體(ti)系中，液(ye)滴行為電(dian)韋(wei)伯數和毛細(xi)數的(de)乘積由決(jue)定；

　　（2）d1/Wc為表(biao)征通道幾(ji)何限制的無量綱數，在(zai)多數液滴體系研(yan)究(jiu)中都有重要影響；

　　（3）與水相(xiang)液滴(di)體系相(xiang)比，油(you)相(xiang)液滴(di)的Maxwell-Wagner松(song)弛頻(pin)率降低，同時(shi)根據等效(xiao)電路(lu)模型，低頻(pin)會降低了液滴(di)分壓，因而油(you)相(xiang)液滴(di)存在明(ming)顯的有效(xiao)頻(pin)率范(fan)圍(wei)。

　　（4）液(ye)滴粘度的提高會增強了流(liu)動的剪切力，造成(cheng)液(ye)滴變形并促進狀態的轉變。

　　（5）EG/HDDA（羥基(ji)）體系具有較高的(de)介電(dian)(dian)常數和(he)電(dian)(dian)導率(lv)，表現出可控的(de)液滴融(rong)合(he)現象，電(dian)(dian)導率(lv)的(de)增加使(shi)得交流電(dian)(dian)場的(de)作(zuo)用機制從(cong)電(dian)(dian)場對液滴的(de)直接作(zuo)用轉(zhuan)變為液滴表面極化電(dian)(dian)荷的(de)相互吸引。

　　高壓放大器推薦(jian)：ATA-7030

　　圖：ATA-7030高壓放大器指標參數

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