實驗名稱：功率放大器在多組分微液滴交流電場下可控融合研究中的應(yīng)用

實驗內(nèi)容：

該微液滴可控融合系統(tǒng)利用電場力作為融合驅(qū)動力，采用不同形式的電極設(shè)計和波形設(shè)計，實現(xiàn)了微尺度液滴的可控融合，同時系統(tǒng)性地研究了流速、組分比、表面張力、介電常數(shù)和電導(dǎo)率等參數(shù)。研究表明，電場條件的調(diào)控可以實現(xiàn)不同工況下毫秒級的液滴融合過程，融合區(qū)域和反應(yīng)時間都可以通過施加電壓和頻率來調(diào)節(jié)，具有極高的可控性。

研究方向：微液滴可控融合

測試設(shè)備：ATA-7030高壓放大器、Fusion4000-X、Photronfastcamnova、TektronixAFG1062

實驗過程：

實驗通過一臺Fusion4000-X高精度注射泵、兩臺HarvardPHDULTRATMCPConstantPressureSyringePumps和一些氣密微升注射器（Hamiltongastight）組成了實驗系統(tǒng)中的流量系統(tǒng)，將不同種類的流體注入預(yù)先設(shè)計的微通道中，管路由耐化學(xué)腐蝕的PTFE微管進(jìn)行連接，以防止腐蝕。電學(xué)系統(tǒng)由信號發(fā)生器和功率放大器（AigtekATA-7030高壓放大器）組成，施加的電壓范圍為0至3kV，頻率范圍為0至10kHz。圖像觀測采用全分辨率1024×1024的12800fps高速相機(jī)和顯微鏡來捕捉液滴聚結(jié)的動態(tài)。

實驗結(jié)果：

研究結(jié)果表明，融合區(qū)域和反應(yīng)時間都可以通過施加的電壓和頻率來調(diào)整，其中根據(jù)不同融合現(xiàn)象可以分為兩種形式的融合方式：液滴接觸融合和液滴擠壓聚結(jié)，后者常常發(fā)生在液滴生成位置，擠壓效果能促進(jìn)融合過程。介電常數(shù)、電導(dǎo)率和表面張力等流體特性對融合行為有顯著影響。1.增加相對介電常數(shù)可以降低融合的起始電壓，從原先的250V減少到30V；2.隨著表面活性劑的添加，完美融合的有效電壓范圍逐漸減小，實現(xiàn)不同電壓范圍下液滴的選擇性融合；3.電導(dǎo)率的增加降低了介電力的作用，使得起始融合電壓從400V上升到1500V。最后，我們通過上述方法實現(xiàn)了水相Janus液滴的可控制備，同時能夠很好地控制Janus液滴的融合條件。

Aigtek安泰ATA-7030高壓放大器在本次實驗中發(fā)揮的作用：作為一個穩(wěn)定的高壓功放，放大示波器的信號

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