随着科学技术的不断发展,对微小液体进行操控的微流控技术应运而生。电润湿作为一种微流体现象,由于具备调制幅度大、能耗低、响应时间短、可重复性好等优点,被广泛应用于各种微流体控制及电光设备的驱动中,并引起了科学界的高度关注。如今电润湿已经成为微流体控制的重要方法。然而传统的电润湿大多使用水或者无机盐的水溶液作为电润湿材料。由于受水自身物理化学性质的制约,使用水作为电润湿材料会带来易挥发、热稳定性差、工作温度范围窄等问题。因此,找到一种从根本上克服上述问题的新型电润湿媒质就成为电润湿发展的迫切需要。作为新型的绿色环保材料,离子液体具有液态范围宽、不挥发、不可燃、导电性强、热容大、蒸汽压小、性质稳定、无毒环保等特点。本文使用离子液体作为电润湿媒质,从电润湿的基本原理杨—李普曼方程入手,建立了等效电路模型,对交流电信号作用下离子液体电润湿接触角随电压的变化进行了分析和推导,并利用有限元仿真软件对电润湿现象中不同电压下的接触角及场分布进行了数值模拟。理论计算与数值模拟的结果均与实验值相符,从理论上验证了实验结果的正确性。通过与传统的无机盐水溶液电润湿进行比较,说明了在高温、真空等极端环境中使用离子液体作为电润湿材料的优势。通过研究揭示了直流电驱动时电压的大小、交流电驱动时电压的频率及幅值、填充项的种类、外界环境温度、离子液体的阴阳离子结构以及含水量等因素对于离子液体电润湿的接触角变化范围、响应时间以及可逆性的影响规律。为合成适用于电润湿的新型离子液体提供了设计思路。本文对于离子液体的另一种电致驱动行为—电毛细现象也进行了研究。通过实验证实了离子液体具有电毛细现象,并获得了离子液体液柱上升高度随外加电压的变化规律。对于外加电信号的频率及幅值、离子液体的阴阳离子结构以及外界环境温度等因素对离子液体电毛细的液柱上升高度、上升速率及响应时间的影响规律进行了研究。通过建立电毛细的等效电路模型,理论推导了交流电信号作用下,电毛细液柱上升高度的表达式,并利用有限元仿真软件对电毛细现象中不同电压下的液柱上升高度及场分布进行了数值模拟。运用理论计算与数值模拟的结果,对所获得的实验现象及规律做出了解释和分析。变焦液体透镜以其响应速度快,体积小,成本及功耗低等优势,在便携式摄像头、成像技术、医用内窥镜等领域有着广阔的应用前景。但是现有的液体透镜普遍存在热稳定性差、工作温度范围窄、驱动电压高等缺点。本文利用离子液体的电致驱动现象设计并制作了基于电润湿的离子液体变焦透镜,有效解决了上述问题。对于离子液体变焦透镜的焦距随电压变化情况及其成像质量进行了研究,并根据几何光学理论建立了离子液体变焦透镜的理论模型,推导了焦距的表达式,经比较发现理论计算的结果与实验值相符。揭示了离子液体的阴阳离子结构及用量、外加电压的频率及幅值、外界环境温度、透镜尺寸、绝缘层厚度等因素对于离子液体变焦透镜焦距的影响规律。对于离子液体粘度及外界环境温度与离子液体变焦透镜响应时间之间的关系进行了研究。发现了外界环境温度、离子液体的种类及用量对离子液体变焦透镜能耗的影响规律。通过对实验结果的分析与讨论,为离子液体变焦透镜的应用及性能优化提供了依据。鉴于离子液体近红外透光性好的特点,对离子液体变焦透镜在近红外区的成像规律也进行了研究。通过与传统液体变焦透镜的比较,说明了离子液体变焦透镜在近红外区成像的优势。综合上述研究结果可知,使用离子液体作为电润湿及电毛细媒质能够有效的克服液体挥发的问题,并且能够适应更宽的温度范围。针对不同的实际情况,可以通过对离子液体的阴阳离子结构进行选择和设计,合成满足特定需求的离子液体。基于电润湿的离子液体变焦透镜能够克服现有液体透镜热稳定性差、工作温度范围窄、驱动电压高等缺点,为可用于高温、真空等极端条件下的液体透镜提供了解决方案。所获得的规律和结论对于离子液体变焦透镜的进一步优化和性能提高具有重要的理论和应用价值。