1仿生液體門控技術(shù)跨膜壓強測試方法GB/T6682-2008分析實驗室用水規(guī)格GB/T30693-2014塑料薄膜與水接觸角的SY/T5370-2018表面及界3.1可重構(gòu)的物理機械閥門，實現(xiàn)對傳輸流體可控調(diào)節(jié)輸3.23.33.4多孔固體膜材料poroussolid3.53.623.7跨膜壓強transmembraneprPa驅(qū)動傳輸流體透過液體門控膜時施加在傳輸流3.8臨界跨膜壓強criticaltransmembPc在仿生液體門控系統(tǒng)中，流體的跨膜輸運行為主要受功能門控液體材料與多孔固體膜材料之間的隨之變化。液體門控膜的可逆開關(guān)過程如圖1所示。在關(guān)閉狀態(tài)下，即跨膜壓強低于臨界跨膜壓強時，跨膜壓強測試裝置由以下單元連接組成，如圖2所示。具體儀器參數(shù)和要3）：％，配備合適容量注射器的注射泵（無特殊說明，常用50mL注射器mL/minb）具有抗腐蝕、耐壓和不易變形的性能（無特殊說明，常用流體管道容42)孔的形狀可為異形不規(guī)則貫穿孔或規(guī)則圓形貫穿孔，膜的邊緣輪廓應(yīng)適當(dāng)裁剪以適應(yīng)膜劑如甲醇、乙醇、丙酮、正己烷、石油醚或上述液體的混2)所選清洗液應(yīng)不應(yīng)造成多孔固體膜材料的溶解或過度溶脹；3)所選有機試劑清洗液的純度應(yīng)為分析純7.2功能門控液體材料準備根據(jù)實驗項目的需求，選擇在實驗環(huán)境下具有流動特性的液體。常用的功能門控液體材料見表5無機鹽溶液、表面活性劑溶液、水溶性高分子溶液、生物溶液、醇7.3傳輸流體準備b)傳輸流體為液體時，要求同6.3，并將其灌充于注射a)將多孔固體膜材料完全浸潤于功能門控液體b)取出液體門控膜，除去多孔固體膜材料表面多余的功能門控液體材料。8.2系統(tǒng)穩(wěn)定性判定b)功能門控液體材料與傳輸流體之間不互溶；c)功能門控液體材料與多孔固體膜材料的親和力應(yīng)高于傳輸流體與多孔固體膜材料之間的親?E1=E3?E1>0 6E1——傳輸流體接觸液體門控膜上功能門控液體材料時的能量態(tài)，單位E2——功能門控液體材料注入孔道內(nèi)時的能量態(tài)，單位為牛每E3——傳輸流體注入孔道內(nèi)時的能量態(tài)，單位為牛每?E1——傳輸流體注入孔道內(nèi)時的能量態(tài)與其接觸液體門控膜上功能門控液體材料時能量態(tài)之差，）；?E2——傳輸流體注入孔道內(nèi)時的能量態(tài)與功能門控液體材料注入孔道內(nèi)時的能量態(tài)之差，單位R——多孔固體膜材料的粗糙度因子，定義為多孔固體膜材料的總實際表面積（包括外表面、孔）；YB——功能門控液體材料的表面張力，單YAB——傳輸液體與功能門控液體材料之間的界面張θA——傳輸液體在平整固體膜表面的靜態(tài)接觸角，單位為度(°);θB——功能門控液體材料在平整固體膜表面的靜態(tài)接觸角，單位為度(°)。根據(jù)8.2中公式計算出E1、E2和E3d)隨著測試進行，系統(tǒng)逐漸增壓，進行跨膜壓強測試，直至電流-時間曲線達到定狀態(tài)指電流變化幅度在壓強傳感器精度等級內(nèi)。測試應(yīng)在壓強傳感器精度等級內(nèi)至少重復(fù)7pa=×pmax）；I——測試得到的電流值，單位為安（AI0——未進行測試前電流基線值，單位為安（AImax——傳感器電流量程上限，單位為安（Apmax——傳感器壓強量程上限，單位為帕斯卡（Pa）。轉(zhuǎn)換后的時間-壓強曲線即為跨膜壓強曲線。在跨膜壓強曲線中，曲線線性升高的最大壓強即為系a)引用的國家和國際標準（包括發(fā)布年份信息）；89體材料為超純水，傳輸流體為空氣。測試參數(shù)：溫度25℃,濕度50%，流量4mL/min，壓強傳感器型12…n12…n…12…n）：12…）：Pc,gas=Pin?Pout=yg?l(1?R1+1?R2)………………（F.1）Pc,gas——氣體臨界跨膜壓強，單位為帕斯卡（PaPin——流入膜體系的壓強，單位為帕斯卡（Pa）；Pout——流出膜體系的壓強，單位為帕斯卡（Pa）yg?l——液體與氣體界面的表面張力，單位為牛每米（N/mR1——上液面曲率半徑，單位為米（m當(dāng)彎曲液面為球形時，R1與R2相等并等于多孔固體膜材料的孔徑的一半，則可以簡化為關(guān)系式Pc,gas=yg?l(2?+2?)=4yg?l/………………（F.2）——表示多孔固體膜材料的平均孔徑，單位為米（m）。定律，跨膜壓強?P與流速Q(mào)相關(guān)，見關(guān)系式（F.3Q=KAtotPc,liquid/μL………………（F.3）Pc,liquid——液體臨界跨膜壓強，單位為帕斯卡（PaQ——流速，單位為米的三次方每秒（m3/sAtot——橫截面面積，單位為平方米（m2L——多孔固體膜材料厚度，單位為米（m柱管道，根據(jù)哈根泊肅葉方程，依賴于流速Q(mào)i的Qi=AidΔP/32μLa………………（F.4）Qi——單一微孔道內(nèi)的流速，單位為米的三次方每秒（ΔP——跨膜時膜兩側(cè)的壓強差值，單位為帕斯卡（PaAi——單一微孔道的橫截面面積，單位為平方米（m2di——單一微孔道孔徑，單位為米（m整個多孔基質(zhì)的流速可以由單個微通道流速累積得到為關(guān)系其中，滲透率k見關(guān)系式（F.6其中，孔徑的彎曲度τ由關(guān)系式（F.8）定義：τ——彎曲度，無量綱。對于多孔基質(zhì)，所有微孔道孔徑可以等效等于平均孔徑關(guān)系式=di將公式（F.6）與公式（F.9）結(jié)合，則滲透率的表達式為關(guān)系用于計算，而液體門打開后孔徑的概率分布與輸運壓強的為關(guān)系ds?l~Prob(ds?l)………………（F.11）ds?l——孔徑的概率分布。ds?l≥4yl?l/Δp………………（F.12）yl?l——液體與液體界面的界面張力，單位為牛每米（N/m）。s?l2=E∞x2f…………（F.13）σ——標準偏差，單位為帕斯卡（Pa）。ks?l——與跨膜壓強相關(guān)的滲透率，單位為平方米（m2注：為了簡便表示，在臨界跨膜壓強計算式中將ks?l簡化表示為k。注：圖中所示字母含義與式（F.1式（F.14PureandAppliedChemisbasedporo