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EWOD(电介质上的电润湿)是一种基于由外加电场控制接触角变化的前沿技术,其在微流控芯片实验室,光学元器件、显示元件等领域广泛应用。介电层在EWOD中起着关键作用。介电材料能够有效地阻止导电液滴的电解,并大幅提升电压对接触角变化的可控范围,降低驱动电压,极大地促进了电润湿器件的实际应用。而优异的疏水性能和介电性能对介电润湿层材料应用于低电压驱动电润湿器件是最为关键的两个性能。本文中,在尝试PDMS和P(VDF-TrFE)两种有机物基体的初步探索后,选择具有相对高的介电常数(εr～10)和可观初始接触角(00>100°)的P(VDF-TrFE)作为聚合物基体,并通过溶液混合法,将其与TiO2纳米线和BaTiO3颗粒复合制备单层复合膜,以提高介电常数和电润湿性能。为了进一步优化接触角和电润湿性能,将PMMA刚性聚合物同P(VDF-TrFE)共混为全有机薄膜,成功制备具有优异电润湿性能的介电润湿层复合材料。(1)将通过水热法合成的TiO2纳米线分别掺入至P(VDF-TrFE)和PDMS基质中。无机填料TiO2纳米线的掺入使界面极化作用增强,介电常数显著提升。综合介电性能和疏水性能来看,P(VDF-TrFE)和TiO2纳米线的复合材料表现出更优异的特性,因此优选P(VDF-TrFE)作为聚合物基体用于进一步研究。(2)为了进一步提升复合材料的介电性能,使用α-松油醇改性BaTiO3纳米颗粒,将其同P(VDF-TrFE)复合,研究复合材料的介电性能和疏水性能。含有25 vol.%改性BaTiO3纳米颗粒的复合材料的介电常数为46.5,是纯P(VDF-TrFE)的三倍,与填充有未改性BaTiO3纳米颗粒的复合材料相比,其损耗值也更低,在1 kHz时仅为0.091。此外,在交流电润湿测试下,复合膜表现出较高的静态接触角(109.9°)和可观的电润湿响应,表明这种单层复合薄膜在低压介电润湿器件中有较大的应用前景。(3)为了获得更优异的电润湿性能,通过简便的溶液共混方法合成P(VDF-TrFE)/PMMA(PVT/PMMA)全有机共混膜,并在此基础上涂覆Teflon疏水层,研究复合膜的电润湿性能。其中Teflon涂覆的含有20 wt.%PMMA的P(VDF-TrFE)/PMMA共混膜在100Hz下的介电常数高达13,和较低的介电损耗(～0.05),这主要得益于P(VDF-TrFE)和PMMA相邻链中存在的范德华力和氢键以及全有机复合膜中大大减少的缺陷。同时,其在空气介质中的初始接触角为122°,并在75 V交流电润湿测试中表现出50°的接触角变化范围和优异的接触角可逆性。结合理论计算,进一步表明这种复合薄膜在低压电润湿应用中是极具前景的。此外,复合膜的储能密度为1.1.8J/cm3,约为纯P(VDF-TrFE)的两倍,储能效率达到64%,该有机共混材料在低电压电润湿领域和高储能器件应用均表现出巨大的潜力。