电润湿透镜（electrowetting liquid lens）-电润湿基本理论

作者：发布时间：2022-08-25 10:28:48点击：935

电润湿基本理论

少量液滴滴于固体基地，它的形状取决于液滴分子间作用力以及液滴分子与基底分子间作用力的相对强度。电润湿（Electrowetting，EW）是指通过调整施加在液滴与绝缘介质下电极之间的电势，来改变液滴于介质表面的湿润特性，从而改变液滴和介质表面的接触角，使液滴产生形变，进而使液滴内部产生压强差，驱使液滴运动的现象。

如图1所示，Young方程描述了液滴与介质表面的接触角和表面（固、气、液）张力间的关系：

cosθ =σSV-σSL/σLV

式中，σSV、σLV、σSL分别为固-气、液-气、固-液之间的表面张力；θ为接触角。

当在固体和液滴之间施加电压U 后（见图2），固体与液滴之间的表面张力变小，其关系由Lippmann方程描述

σSLU =σSL -½*ε0ε/d*U²

其中，分别为外加电场前、后的固-液间表面张力；ε0、ε 为真空中介电常数和介质层的有效介电常数；d为介质层有效厚度。由式（cosθ =σSV-σSL/σLV）和式（σSLU =σSL -½*ε0ε/d*U²），外加电压后的接触角θU 的变化可由Young-Lippmann方程给出：