一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置及方法

技术领域

本发明属于液面打捞技术领域，更具体地，涉及一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置及方法。

背景技术

在物理和化学领域中，小型材料由于其与宏观块体材料物化性质的截然不同而受人青睐。特别对于有一维大小处于纳米尺度(1～100nm)的纳米材料，以及由此制备的纳米管、纳米片、超薄膜和多层膜等，目前已成为高新技术的热门领域。而在生物领域，某些菌群、浮游生物、细菌具有聚集繁育，趋向氧气和阳光的特性，成片地在液面上方繁殖。这些精尖技术制备后的物体共同具备如下特征：密度较小，能够以漂浮的方式在液面上方；结构较大，能够覆盖大部分容器；厚度极薄，且脆弱敏感。

物理、化学和生物上制备的超薄材料在溶剂中组装或制备后往往漂浮在溶剂的液面上，由于其厚度极薄，结构脆弱，采用常规打捞手段往往很难转移完整的漂浮物体。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置及方法，该申请采用第一疏水件同时利用谷物圈效应，能够在部分第一疏水件带着基板一同浸入液体中时，能够在液面上形成凸起，这时由于密度小于液体密度的漂浮物体也在液面上形成凸起结构，那么根据谷物圈效应，漂浮物体能够自发的聚拢至基板上方靠近第一疏水件的位置，此时基板升起即可实现漂浮物的打捞，并最大限度的保持片状的漂浮物体的完整性，解决了采用常规打捞手段往往很难转移片状完整的漂浮物体问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置，该装置包括：

第一疏水件，所述第一疏水件包括第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面的一端相互连接在所述第一疏水件的一端形成尖端，所述第一疏水件的另一端朝向所述第一表面翘起；

基板，所述基板嵌设在靠近所述尖端的所述第一表面内，所述基板的表面与所述第一表面平齐；

驱动组件，所述驱动组件与所述基板可拆卸连接，所述驱动组件能够驱动所述基板向远离所述第一疏水件的方向移动。

可选地，还包括第二疏水件，所述第二疏水件的截面为下端窄上端宽的锥状，所述第二疏水件的上端可拆卸连接于所述第二表面靠近所述尖端的位置。

可选地，所述第一疏水件呈弧形，所述第一表面和所述第二表面均向下凹陷。

可选地，所述驱动组件包括压板和牵引条，所述第一表面上设置有容纳所述基板的容纳槽，所述第一疏水件的内部设置有滑道，所述滑道一端与所述容纳槽连通，所述滑道的另一端在所述第一疏水件的所述另一端开放，所述牵引条贯穿所述滑道且与所述滑道滑动连接，所述牵引条的一端与所述压板固接，所述牵引条另一端与所述基板可拆卸连接。

可选地，所述牵引条的材料为聚乙烯。

可选地，所述第一疏水件的材料为聚四氟乙烯，所述第二疏水件的材料为丙烯酸酯。

可选地，所述基板为聚四氟乙烯板、硅片板、导电玻璃板或金属板。

一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的方法，该方法包括：

当漂浮物体的密度比液体的密度小时，

将第一疏水件的尖端压入所述液体，使得部分所述第一疏水件和基板浸没于液面下方；

令基板向远离所述第一疏水件的方向移动直至完全露出于液面。

可选地，当漂浮物体的密度比液体的密度大时，

将第一疏水件的尖端和部分第二表面压入所述液体，使得第一表面在液面上外露并在所述第一疏水件的外周液面上形成凹坑；

向所述漂浮物体移动所述用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置，直至所述漂浮物体转移至所述基板上；

令基板向远离所述第一疏水件的方向移动直至完全露出于液面。

可选地，当漂浮物体的密度比液体的密度小时，在将第一疏水件的尖端压入所述液体之前，在所述第二表面上安装第二疏水件，所述第二疏水件的截面为下端窄上端宽的锥状，所述第二疏水件的上端可拆卸连接于所述第二表面靠近所述尖端的位置。

本发明提供一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置及方法，其有益效果在于：该申请采用第一疏水件同时利用谷物圈效应，能够在部分第一疏水件带着基板一同浸入液体中时，能够在液面上形成凸起，这时由于密度小于液体密度的漂浮物体也在液面上形成凸起结构，那么根据谷物圈效应，漂浮物体能够自发的聚拢至基板上方靠近第一疏水件的位置，此时基板升起即可实现漂浮物的打捞，并最大限度的保持片状的漂浮物体的完整性，解决了采用常规打捞手段往往很难转移片状完整的漂浮物体问题。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的实施例一的一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置的侧视结构示意图。

图2示出了根据本发明的实施例二的一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置的第一种使用状态时的结构示意图。

图3示出了根据本发明的实施例三的一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置的第二种使用状态时的结构示意图。

图4示出了根据本发明的实施例一的一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置的俯视结构示意图。

图5示出了根据本发明的实施例一的一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置的主视结构示意图。

图6示出了根据本发明的实施例二的一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的方法的流程示意图。

附图标记说明：

1、第一疏水件；2、基板；3、驱动组件；31、压板；32、牵引条；4、第二疏水件。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例一

如图1、4和5所示，本发明提供一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置，该装置包括：

第一疏水件1，第一疏水件1包括第一表面和第二表面，第一表面和第二表面的一端相互连接在第一疏水件1的一端形成尖端，第一疏水件1的另一端朝向第一表面翘起；

基板2，基板2嵌设在靠近尖端的第一表面内，基板2的表面与第一表面平齐；

驱动组件3，驱动组件3与基板2可拆卸连接，驱动组件3能够驱动基板2向远离第一疏水件1的方向移动；

第一疏水件1呈弧形，第一表面和第二表面均向下凹陷。

具体的，当部分第一疏水件1带着基板2一同浸入液体中时，利用谷物圈效应，能够在液面上形成凸起，这时由于密度小于液体密度的漂浮物体也在液面上形成凸起结构，那么根据谷物圈效应，漂浮物体能够自发的聚拢至基板2上方靠近第一疏水件1的位置，当驱动组件3驱动基板2抬起聚拢的漂浮物体至液面上方时，再拆下基板2，就可以得到具有漂浮物体的基板2，从而能够完整且连续地的打捞液体的液面上的漂浮物体，并最大限度的稳定漂浮物体的结构；同时，当漂浮物体聚拢的面积较大时，需要重复打捞时，仅需要将基板2替换即可进行连续打捞，且不会破坏其余部分漂浮物体，操作简单便利，对于科研实验中，当打捞的漂浮物体为薄膜时，相关步骤有良好适配性，由于属于使用物理学上的自发效应，故无需额外动作，对于保持所要打捞的漂浮物体的结构有重要意义。

其中谷物圈效应一种物理效应，指源于表面张力和毛细现象带来的液面变形，是指当两个或多个能够产生液面变形的漂浮物体靠近时，由于系统的重力势能和表面能倾向于最低，漂浮物体之间会相互吸引或排斥。其效应可分为密度比水大和密度比水小两种情况进行阐述：对于密度比水大的物体，由于漂浮物体在液面上表面张力的影响，能够漂浮在液面上方，并且在其四周产生凹坑，当两个或多个具有相同凹坑的漂浮物体靠近时，其凹坑会合并，使漂浮物体聚集在一起；而对于密度比水小的漂浮物体，当其漂浮在水面上时，周围小范围内会产生凸状液面，由于浮力使其更倾向于趋向系统的液面最高点，因此其会自发聚集或转移至杯壁，这两种效应统称为谷物圈效应。

在本实施例中，还包括第二疏水件4，第二疏水件4的截面为下端窄上端宽的锥状，第二疏水件4的上端可拆卸连接于第二表面靠近尖端的位置；

具体的，当第二疏水件4的尖端插入液面时，能够保证在连续操作中保持疏水和排开漂浮物体，从而防止第一疏水件1部分压入且浸于液面下方时，第一疏水件1底部接触漂浮物体产生粘结，将漂浮物体带入液面下方，造成漂浮物体的损坏。

在本实施例中，驱动组件3包括压板31和牵引条32，第一表面上设置有容纳基板2的容纳槽，第一疏水件1的内部设置有滑道，滑道一端与容纳槽连通，滑道的另一端在第一疏水件1的另一端开放，牵引条32贯穿滑道且与滑道滑动连接，牵引条32的一端与压板31固接，牵引条32另一端与基板2可拆卸连接；

牵引条32的材料为聚乙烯，压板31的材料为聚四氟乙烯。

具体的，由于牵引条32由聚乙烯制成，而聚乙烯为典型的热塑性塑料，能控制牵引条32形状，同时具有良好的耐酸碱性和透气性，其柔韧坚固的特性能够保证基板2能够顺利在压板31的作用下升降，从而转移所需要的漂浮物体。

在本实施例中，第一疏水件1的材料为聚四氟乙烯，第二疏水件4的材料为丙烯酸酯。

具体的，第一疏水件1由聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯具有多种优良的性质，耐高温、耐低温、耐腐蚀、高润滑、不粘附、无毒害，其化学性质稳定，不易与其他物品反应，在与液面接触时不易与液面发生反应和残留，能够保证实验结果的准确性；

第二疏水件4由丙烯酸酯制成，丙烯酸酯具有耐水耐化学性、干燥快的优点。

在本实施例中，基板2为聚四氟乙烯板、硅片板、导电玻璃板或金属板。

具体的，基板2可由聚四氟乙烯制成，同时也可以根据科研需要替换成其它规格的基板2，如硅片板、导电玻璃板或其它金属板。

实施例二

如图2和6所示，本发明提供一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的方法，该方法包括：

当漂浮物体的密度比液体的密度小时，

将第一疏水件1的尖端压入液体，使得部分第一疏水件1和基板2浸没于液面下方；

令基板2向远离第一疏水件1的方向移动直至完全露出于液面。

具体的，本发明提供的用于打捞液体的液面上漂浮物体的方法实施时，利用上述用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置，以一次实施为例，将第一疏水件1部分压入且浸于液面下方，利用谷物圈效应，液面与第一疏水件1弧形凹面接触的位置将产生液面的最高点，密度比水小的漂浮物体周围由于产生液面凸起，进而将自发趋向最高点并自动聚拢在一起，由于基板2压入且浸于液面下方，进而驱动组件3能够驱动基板2抬起聚拢的漂浮物体至液面上方，在拆下基板2，得到具有漂浮物体的基板2，从而能够完整且连续地的打捞液体的液面上的漂浮物体，并最大限度的稳定漂浮物体的结构。

在本实施例中，当漂浮物体的密度比液体的密度小时，在将第一疏水件1的尖端压入液体之前，在第二表面上安装第二疏水件4，第二疏水件4的截面为下端窄上端宽的锥状，第二疏水件4的上端可拆卸连接于第二表面靠近尖端的位置。

具体的，当第二疏水件4的尖端插入液面时，能够保证在连续操作中保持疏水和排开漂浮物体，从而防止第一疏水件1部分压入且浸于液面下方时，第一疏水件1底部接触漂浮物体产生粘结，将漂浮物体带入液面下方，造成漂浮物体的损坏。

实施例三

如图3所示，本发明提供一种用于打捞液体的液面上漂浮物体的方法，该方法包括：

当漂浮物体的密度比液体的密度大时，

将第一疏水件1的尖端和部分第二表面压入液体，使得第一表面在液面上外露并在第一疏水件1的外周液面上形成凹坑；

向漂浮物体移动用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置，直至漂浮物体转移至基板2上；

令基板2向远离第一疏水件1的方向移动直至完全露出于液面。

具体的，本发明提供的用于打捞液体的液面上漂浮物体的方法实施时，利用上述用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置，以一次实施为例，将第一疏水件1缓慢的压入而不浸于液面下方，利用谷物圈效应，液面与第一疏水件1弧形凹面接触的位置将产生范围较大的液面凹坑，当缓慢靠近漂浮物体时，与密度比水大的漂浮物体产生的液面凹坑将会合并，从而使漂浮物体聚拢在一起，此时随着上述用于打捞液体的液面上漂浮物体的装置的移动，聚拢在一起的漂浮物体能够与第一疏水件1在液面上产生的较大的液面凹坑合并，进而将聚拢在一起的漂浮物转移至基板2上；此时驱动组件3能够驱动基板2抬起聚拢的漂浮物体至液面上方，在拆下基板2，得到具有漂浮物体的基板2，从而能够完整且连续地的打捞液体的液面上的漂浮物体，并最大限度的稳定漂浮物体的结构。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。