本发明涉及人工电磁材料,尤其涉及一种连续可重构电磁超表面器件及其制作方法。
背景技术:
1、电磁超表面由亚波长结构单元组成,这些单元能够精准地调节电磁波的传播和散射特性,实现对电磁波的高度可控操作,构成电磁超表面的单元主要包括导电元件、绝缘元件或它们的组合而这些单元的几何形状和排列方式直接决定了对电磁波的影响,通过调整这些单元的参数,如尺寸、形状和相对位置,电磁超表面能够实现对电磁波的相位、幅度和极化进行精细调控。
2、液态金属微流控技术利用液态金属例如镓铟锡合金作为流动介质,可实现微小尺度下的精密流动控制和调节,液态金属以其高导电性、良好的流动性和可控性,使其可以微流控技术很好地结合起来,在液态金属微流控芯片中,微小通道的微腔被设计成特定的结构,以容纳液态金属并控制其流动,在不同结构的通道内实现不同金属结构从而实现不同的功能,同时液态金属制通道内流动时为连续变化,在操控其变形时将实现对应功能的连续变化以及功能的连续可重构。
3、微流体芯片是实现流动聚焦生成滴液的关键,微流体芯片中的微通道主要由主通道和辅助通道构成,通过合理设计,来实现液滴尺寸的精确控制,但现有技术中的微流控芯片内的滴液无法进行重构,因此器件功能无法实现连续变化,这使得微流控芯片只能运用于单一场景。
技术实现思路
1、为了解决现有连续可重构超磁表面器件无法实现功能连续变化的问题,本发明提出一种连续可重构电磁超表面器件及其制作方法。
2、本发明通过以下技术方案实现的:
3、本发明提出连续可重构电磁超表面器件包括微流控芯片和循环组件,所述微流控芯片上设置有主流道和液滴生成组件,其中:
4、所述液滴生成组件包括第一上封装层、第一下封装层和第一微通道层,所述第一微通道层的顶部、底部分别与所述第一上封装层和所述第一下封装层贴合并固定连接,所述第一微通道层上设置有第一注液口、第二注液口、第一流道和第二流道,所述第一注液口通过所述第一微通道层上的第一流道与所述主流道的入口连通,所述第二注液口两端各通过一个第二流道连通至所述第一流道上并与所述第一流道垂直相交形成流动聚焦点,所述第一上封装层上设置有与所述第一注液口、所述第二注液口对应的第一注液孔、第二注液孔;
5、所述循环组件一端依次连接所述第一注液孔和所述第二注液孔,另一端连接所述主流道的出口,所述循环组件向所述第一注液孔、所述第二注液孔分别注入金属液体和分段液体,并在所述液滴生成组件中生成交替分段金属液滴和分段液滴最终注入至主流道内。
6、进一步地,所述循环组件包括两个流量泵和储液盒,一个所述流量泵一端直接连接或通过分液组件连接所述第一注液孔,另一端连接至所述储液盒一侧的底部,另一个所述流量泵一端直接连接或通过分液组件连接所述第二注液孔,另一端连接至所述储液盒一侧的底部。
7、进一步地,所述储液盒一侧的顶部和底部分别各设置有一个出口,所述储液盒顶部设置有入口,所述储液盒出口分别连接两个所述流量泵,所述储液盒顶部的入口连接所述主流道的出口。
8、进一步地,所述主流道设置为单个折线形或多个折线形。
9、进一步地,当所述主流道设置为单个折线形时,所述主流道的相邻直线流道的金属液体流向相反,两个所述流量泵一端通过分别连接至所述液滴生成组件的第一注液孔和第二注液孔,所述主流道连接所述储液盒顶部的入口。
10、进一步地,当所述主流道设置为多个折线形时,多个所述主流道和多个所述液滴生成组件一一对应,相邻的所述主流道内的液体流向相同,两个所述流量泵一端通过分液组件分别连接至多个所述液滴生成组件的第一注液孔和第二注液孔,多个所述主流道出口端汇合并与所述分液盒顶部的入口连接。
11、进一步地,所述分液组件包括第二微流道层、第二上封装层和第二下封装层,所述第二微流道层顶部和底部分别与所述第二上封装层、所述第二下封装层固定连接,所述上封装层上有第三注液孔和多个溢流孔,所述第二微流道层上设置有第三流道,所述第三流道将第三注液孔与多个溢流孔连通。
12、进一步地,所述金属液体为镓铟锡合金,所述分段液体为氢氧化钠。
13、进一步地,所述第一流道末端设置有收缩口结构。
14、进步一地,s1.采用激光雕刻机加工所述微流控芯片的各层轮廓以及内部结构;
15、s2.按照顺序进行粘结并进行装配微流控芯片;
16、s3.往所有流道内进行注入二甲基硅油进行内部表面预处理;
17、s4.将接头胶接在第一上封装层上的第一注液孔和第二注液孔处;
18、s5.利用管线固定在第一上封装层的第一注液孔和第二注液孔处;
19、s6.将循环组件连接第一注液孔和第二注液孔内分别通入金属液体和分段液体。
20、本发明的有益效果:
21、(1)本发明提出的连续可重构电磁超表面器件可以通过流量泵进行调节金属液体和分段液体的流量,在液滴生成组件中转化为不同体积的交错分段金属液滴和分段液滴并进入至主流道内,以实现电磁超表面的重构。
22、(2)本发明提出的连续可重构电磁超表面器件通过流量泵进行调节金属液体和分段液体的流量,最后在液滴生成组件中转化为不同体积的交错分段金属液滴和分段液滴并进入至多个折线形的主流道或单个折线形的主流道,能够实现电磁超表面器件不同的相应速度。
1.一种连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,包括微流控芯片和循环组件,所述微流控芯片上设置有主流道和液滴生成组件,其中:
2.根据权利要求1所述的连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,所述循环组件包括两个流量泵和储液盒,一个所述流量泵一端直接连接或通过分液组件连接所述第一注液孔,另一端连接至所述储液盒一侧的底部,另一个所述流量泵一端直接连接或通过分液组件连接所述第二注液孔,另一端连接至所述储液盒一侧的底部。
3.根据权利要求2所述的连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,所述储液盒一侧的顶部和底部分别各设置有一个出口,所述储液盒顶部设置有入口,所述储液盒出口分别连接两个所述流量泵,所述储液盒顶部的入口连接所述主流道的出口。
4.根据权利要求3所述的连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,所述主流道设置为单个折线形或多个折线形。
5.根据权利要求4所述的连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,当所述主流道设置为单个折线形时,所述主流道的相邻直线流道的金属液体流向相反,两个所述流量泵一端通过分别连接至所述液滴生成组件的第一注液孔和第二注液孔,所述主流道连接所述储液盒顶部的入口。
6.根据权利要求4所述的连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,当所述主流道设置为多个折线形时,多个所述主流道和多个所述液滴生成组件一一对应,相邻的所述主流道内的液体流向相同,两个所述流量泵一端通过分液组件分别连接至多个所述液滴生成组件的第一注液孔和第二注液孔,多个所述主流道出口端汇合并与所述分液盒顶部的入口连接。
7.根据权利要求6所述的连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,所述分液组件包括第二微流道层、第二上封装层和第二下封装层,所述第二微流道层顶部和底部分别与所述第二上封装层、所述第二下封装层固定连接,所述上封装层上有第三注液孔和多个溢流孔,所述第二微流道层上设置有第三流道,所述第三流道将第三注液孔与多个溢流孔连通。
8.根据权利要求1所述的连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,所述金属液体为镓铟锡合金,所述分段液体为氢氧化钠。
9.根据权利要求1所述的连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,所述第一流道末端设置有收缩口结构。
10.一种根据权利要求1-9所述的连续可重构电磁超表面器件,其特征在于,所述连续可重构电磁超表面器件的制作方法包括以下步骤: