电润湿芯片中的液滴操控+文献综述(4)
2）液体透镜的应用
4：基于电润湿的离子液体透镜结构示意图
近年来，随着电润湿技术的不断发展，基于电润湿技术的液体透镜的研究已展示出其在光学领域中的广阔前景，特别是该变焦透镜具有尺寸小、结构简单、功耗低、焦距调节范围广等特点，很有希望在微型化的应用领域中取代传统的机械式光学透镜。
根绝介质上电润湿的原理，制作的由微小液滴组成的变焦透镜，图4是其基本原理示意图。将微液滴置于疏水绝缘薄膜上，开始在未加电压时，由于表面张力的作用，液滴与疏水绝缘层之间的接触角较大，液面曲率大，平行光线经过液滴时将发生折射而会聚于一点（图4（a）），此时，液滴形成的透镜焦距较短；当在液滴与电极间施加一定电压时，由于EWOD 效应，液滴的接触角将减小，液面的曲率也随之减小，入射光线经液滴后将会聚于较远的点，即微液滴透镜的焦距增大了（图4（b））。可见，在不出现液滴接触角饱和的前提条件下，根据EWOD 效应，通过调节电极上施加电压的大小，就可改变液滴液面曲率的大小，从而实现调节透镜焦距的目的。
5：液滴透镜光学变焦原理图
3）片上实验室
利用电润湿驱动液滴的微流器件在20世纪初的时候被制造出，这种器件采用平行双基板的结构，如图5所示。液滴置于上下基板之间，下基板上排布可加压的独立电极，电极上涂覆介质层和疏水层；上层基板包含一个连续的接地电极，接地电极上也涂覆一层疏水层。当电压被加到液滴相邻的电极上时，液滴向此加压电极的方向运动。通过控制加压时序，这种器件可实现多种流体操作，包括液滴配发、运动、分裂、合并等[9]。
如今，电润湿已经在很多领域得到应用，比如流体操控、微全分析系统、微变焦透镜及显示等。电润湿作为一种新兴的微流体驱动和控制方法，在国内外引起了广泛的关注，其中清华大学微电子所的岳瑞峰教授研究了介质上电润湿“三明治”结构液滴驱动器的驱动机理, 并实现了对去离子离散液滴的操作和控制[10]；中科院大连化学物理研究所的林炳承教授对于电驱动微流控芯片实验室开展了广泛研究[11]等等。
6：基于电润湿的平行双基板微流芯片结构。
尽管电润湿有着飞速的发展，但仍然发现了许多问题：接触角饱和，接触角滞后等，另外，目前的研究只局限于直流电压，外加电压是交流电压的研究很少。
1.3 论文各部分内容
在第二章中主要论述片上水滴的分裂的理论基础和具体操作以及芯片制备。第三章通过力电模型的理解和推导，实现对油滴的片上操控的分析，包括运输，分裂，混合与配发，并比较水滴的分裂得出相关结论。
2 片上液滴分裂的理论与实验研究
液滴的分裂是片上液滴操作的重要内容。在这章，我们考察EWOD中一个液滴分裂成两个子液滴所需的条件以及过程特征。