如果我们能够控制单个液滴,芯片上的自洁表面和实验室将变得更加高效。格罗宁根大学的Patrick Onck教授和埃因霍温理工大学的同事们已经证明,通过使用一种叫做机械润湿的技术,这是可能的。“我们已经提出了一种利用横向表面波传输液滴的方法。这甚至可以在倾斜或垂直的表面上工作。这项研究发表在科学进步6月14日。
机械驱动的想法基本上非常简单:把一个液滴放在横波表面波上,液滴就会随着横波移动水滴的特性之一是它们总是试图停留在波浪的顶部。Onck解释说:“如果顶部向前移动,水滴也会随之移动。”。利用机械变形产生表面波来移动液滴是可能的值得注意的是,它也适用于倾斜或垂直的表面:水滴甚至可以逆着重力向上移动
理论与实践
Edwin de Jong是Onck团队的博士候选人,也是这篇论文的第一作者,他通过计算机模型测试了机械润湿的概念。“当它在理论上似乎可行时,我们来自埃因霍温理工大学的同事设计了一个实验来测试它。”我们的模型被证明是正确的:在实践中,雨滴的移动完全像我们想象的那样。
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mechanowetting的一个应用是芯片实验室系统,一张信用卡大小的完整实验室,用于分析血液或唾液等生物液体。这使得样本可以在实验室外进行测试,例如直接在床边进行测试,反应速度更快Onck说:“如果我们能够分别引导每一滴液体,就有可能用非常小的液体在高速下进行许多不同的测试。”。通过电润湿的方法已经可以分别输送液滴了电润湿能够通过施加电场来传输液滴。然而,这些字段可以改变样本的生化特性,这是做血液测试时你不希望看到的
光波
与此同时,Onck的团队正在探索新的可能性。“我们已经进行了计算机模拟,表明机械润湿也可以通过使用光敏材料来产生波动。”光特别有趣,因为它的精确度和远程控制雨滴运动的能力。“除了芯片上的实验室系统,机械润湿还有其他一些有趣的应用,比如自洁表面,水滴可以主动吸收并清除污垢。”它还提供了从空气中收集露珠作为饮用水的机会。
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