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用

實驗內容：

該微液滴可控融合系統(tǒng)利用電場力作為融合驅動力，采用不同形式的電極設計和波形設計，實現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、介電常數和電導率等參數。研究表明，電場條件的調控可以實現不同工況下毫秒級的液滴融合過程，融合區(qū)域和反應時間都可以通過施加電壓和頻率來調節(jié)，具有極高的可控性。

研究方向：微液滴可控融合

測試設備：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先設計的微通道中，管路由耐化學腐蝕的PTFE微管進行連接，以防止腐蝕。電學系統(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高速相機和顯微鏡來捕捉液滴聚結的動態(tài)。

實驗結果：

研究結果表明，融合區(qū)域和反應時間都可以通過施加的電壓和頻率來調整，其中根據不同融合現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，后者常常發(fā)生在液滴生成位置，擠壓效果能促進融合過程。介電常數、電導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，實現不同電壓范圍下液滴的選擇性融合；3.電導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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審核編輯 黃宇