澳大利亚墨尔本皇家理工大学的研究人员开发了世界上第一个液态金属泵,这是一种革命性的新型微型设备,没有机械部件。
独特的设计将使微流体和芯片上的实验室技术最终实现其潜力,应用范围从生物医学到生物燃料。
这项研究已于本周发表在美国国家科学院学报(PNAS).【视频:http://bit.ly/N7BeLQ]
首席研究员Khashayar Khoshmanesh博士是RMIT先进电子和传感器中心的研究员,他说目前还没有一种简单的方法在微制造系统中驱动流体芯片周围的液体。
他说:“芯片实验室系统在生物传感和血液分析等应用方面前景广阔,但它们目前依赖于笨重的大规模外部泵,这大大限制了设计的可能性。”
“我们独特的泵可以通过液滴液态金属轻松集成到微型设备中,没有机械部件,既节能又容易生产或更换。
“就像集成微电子彻底改变了我们处理信息的方式——使计算机和智能手机的发展成为可能——集成微流体有潜力彻底改变我们处理化学品和在微观尺度上操纵生物颗粒的方式。”
“这一创新表明,微纳米尺度的泵送可以通过一个简单的系统完成,这是微流体领域的一个重要进步。”
该设计使用加里斯坦液滴——一种由镓、铟和锡组成的无毒液态金属合金——作为泵送系统的核心,诱导液体在环形通道中流动。
当通过施加电压激活合金时,沿表面的电荷分布发生改变。这一过程被称为“连续电润湿”,可以在不移动加里斯坦液滴的情况下推动周围的液体。
该泵具有高度可控性,只需通过改变应用信号的频率、幅度和波形即可调节流量。通过改变施加电压的极性,也可以很容易地逆转流动方向。
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