薄膜与涂层材料广泛应用于光电器件、腐蚀防护、传感检测、催化、分离膜等方向，溶液基制备工艺因设备门槛低、可拓展性强，在实验室研发与中试阶段被大量使用。溶液法成膜质量受前驱体浓度、投加体积、加注速率、液体均一性影响显著；传统实验模式依靠手动移液、量筒配液，面对多组平行样品、梯度配方、多层交替镀膜时，操作繁琐，复现性较差，易出现咖啡环效应、针孔、厚度波动，制约新材料高通量筛选效率。
自动化液体处理设备逐步向材料化学领域拓展，不再局限于生命科学实验。博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统基于可编程流体控制架构，兼顾微升级小体积与中高体积分液，适配水溶液、醇类、部分有机溶剂、纳米颗粒分散液、聚合物胶液等不同黏度成膜液，可对接旋涂平台、浸渍体系、阵列基板，实现成膜试剂自动分配，减少人工干预，为液相薄膜‑涂层制备提供标准化工具。
一、溶液法薄膜涂层制备对液体分配的技术需求
液相制备薄膜涂层常见工艺包含旋涂成膜、浸渍提拉涂覆、层层自组装、液相化学沉积、阵列位点定点滴涂等，不同工艺对分液环节提出共性技术要求：
（一）体积精度：旋涂工艺中成膜液投加量直接决定初始液膜厚度，微小体积偏差会造成最终膜厚显著偏移，微升级分液需要良好准确度与重复性。
（二）适配多黏度流体：聚合物溶液、纳米粒子悬浮液黏度跨度大，部分体系易沉降起泡，分液系统需要稳定输送含颗粒分散体系，减少堵管、气泡引入。
（三）高通量平行制备：材料研发需要开展浓度梯度、配比梯度、加料顺序变量实验，一次性完成数十组样品试剂分配，实现配方快速筛选。
（四）防交叉污染：多层交替镀膜时，不同前驱试剂不能相互窜扰，需要管路清洗、通道独立控制功能，避免前序试剂残留污染新膜层。
（五）可编程流程输出：支持自定义分液顺序、分液间隔时间，匹配自组装、原位沉积的时间依赖型成膜反应。
人工操作很难同时满足以上全部条件，引入自动化分液平台可把变量集中到材料配方与后处理工艺，消除移液配液带来的额外干扰因素。
二、博清生物自动分液系统工作原理与设备特性
博清生物自动分液系统采用精密流体驱动与多通道独立控制架构，搭载软件可视化编程界面，可预设分液体积、分液速度、分液时序、清洗流程，兼容多种接收载体，既可以向微孔阵列分配试剂，也可外接转接模块向旋涂基板、浸渍槽定点供给成膜液。
核心性能特征：
（一）宽体积覆盖范围，可完成微升级微量分液至毫升级批量配液，适配小尺寸芯片薄膜到大尺寸基底涂层制备；
（二）支持多通道独立分液，不同成膜前驱体可并行输出，便于多元复合涂层、交替多层膜制备；
（三）内置自动管路清洗程序，可设置润洗、冲洗流程，降低不同试剂之间交叉污染风险；
（四）分液速度可调，针对高黏度聚合物溶液、纳米分散液，可降低出液速率减少气泡与飞溅；
（五）开放接口设计，可与外部旋涂设备、浸渍装置联动，输出触发信号，实现 “分液‑涂布” 流程协同；
（六）耐化学管路组件，可耐受水、乙醇、部分极性有机溶剂，适配大部分液相成膜溶剂体系。
该系统原始开发面向生命科学实验场景，经过工艺适配后，可迁移至化学‑材料领域液相成膜，完成前驱液配制、基板滴加、浸渍槽补料、梯度配方构建等工作。
三、在薄膜与涂层材料制备中的典型应用场景
（一）旋涂工艺聚合物及复合薄膜制备
旋涂是制备有机聚合物薄膜、复合纳米涂层的主流手段，将成膜前驱液定量加注至基板中心，依靠离心力铺展成液膜，溶剂挥发后得到固态薄膜。传统操作依靠手动移液器滴加，平行样品之间滴加体积、滴加速度不一致，直接导致膜厚离散。
使用博清生物自动分液系统，可按程序向不同硅片、玻璃、PET 基板表面精准输出同等体积聚合物溶液（如 PDMS、丙烯酸树脂、聚酰亚胺前驱液、纳米颗粒复合分散液），滴加速度保持恒定，降低人为滴液扰动造成的液面飞溅与局部浓度异常。开展梯度实验时，系统可自动配制不同浓度前驱液，直接分配至多块基板，一次性获得一组不同配比薄膜样品，用于研究组分对薄膜光学、力学、疏水性能的影响。经过旋涂‑退火固化后测试，样品膜厚 RSD 显著优于手动操作，有效减少针孔、局部厚薄不均等缺陷。
（二）层层自组装多层功能膜构筑
层层自组装技术依靠基板交替浸润聚阳离子、聚阴离子溶液，依靠静电相互作用逐层沉积，制备纳米级多层复合膜，广泛用于防腐涂层、分离膜、传感敏感膜。膜层质量高度依赖浸泡试剂体积、更换时序、浸泡时间。
借助自动分液系统，可自动向浸渍反应单元依次注入聚电解质、纳米粒子分散液、清洗溶剂，精准控制每一层试剂体积与试剂切换间隔，程序化完成 “注入‑静置‑排出‑清洗” 循环流程，实现几十层薄膜的自动化构筑，避免人工换液带来操作时差，提升多层膜厚度与结构重现性，便于探究循环次数、离子强度对涂层微观结构的影响。
（三）高通量配方筛选：组分梯度涂层阵列研发
新型功能涂层研发需要大量变量实验，例如改变聚合物‑纳米填料配比、溶剂比例，筛选最优成膜配方。若全部手动配液分液，工作量大，引入人为误差。
博清生物自动分液系统可实现高通量阵列制备，在阵列基板上完成多组不同配比成膜液分配，形成涂层样品阵列。后续统一完成溶剂挥发、热固化处理，再开展接触角、形貌、电化学性能高通量表征，快速定位高性能涂层配方，缩短新材料研发周期。该模式适合疏水防护涂层、催化涂层、传感功能膜的前期配方探索。
（四）液相沉积与原位反应型涂层制备
金属氧化物、金属氢氧化物涂层可通过液相原位沉积制备，基底浸泡反应液，通过水解、沉淀在表面生长涂层。反应体系对试剂投加量、投加速率较为敏感，加料过快易造成本体大量沉淀，无法在基底均匀成膜。
系统以可控速率向反应体系输送金属盐溶液、碱源、配位试剂，实现缓慢可控投料，调控基底表面异相成膜过程，抑制本体均相沉淀，得到更加均匀致密的氧化物涂层。对于需要分步加料的复合氧化物涂层，可设置多步分液时序，分步引入不同金属前驱体，制备多元复合涂层。
溶液法制备薄膜涂层的核心痛点之一是液相操作环节的复现性问题。博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统将自动化流体处理引入化学‑材料液相成膜流程，在旋涂供液、层层自组装换液、高通量配方阵列、液相沉积可控加料场景，实现成膜试剂精准、程序化分配，降低人为操作误差，提升薄膜厚度、微观形貌、宏观性能的批次一致性，助力聚合物涂层、纳米复合膜、氧化物功能薄膜的研发工作。
