精確控制液滴行為是冷卻降溫、防結冰、微流控等應用領域的關鍵。當前研究主要集中于單一液滴移動行為,此時僅需使液滴的驅動力大于其移動時受到的固定阻力。調節液滴所受驅動力及阻力的相對大小,實現復雜的..." />
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化學所研制出可程序化控制的“液滴機器人”
2020-04-03 00:04
來源:化學研究所
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  精確控制液滴行為是冷卻降溫、防結冰、微流控等應用領域的關鍵。當前研究主要集中于單一液滴移動行為,此時僅需使液滴的驅動力大于其移動時受到的固定阻力。調節液滴所受驅動力及阻力的相對大小,實現復雜的液滴行為,仍然面臨嚴峻挑戰。

  在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下,中科院化學研究所綠色印刷重點實驗室宋延林課題組近年來致力于納米綠色印刷技術的研究和應用,在噴墨打印墨滴控制和功能界面操控液滴行為領域取得一系列進展。最近,他們設計出一種能夠程序化控制的“液滴機器人”,首次實現了液滴的切割、移動、釋放和旋轉等復雜行為。該機器人由磁場控制系統和兩個不銹鋼組成。通過程序化控制磁場分布,可以改變鋼球的位置和球心距,從而動態調節液滴運動時前后端受到的阻力大小,實現液滴的多行為控制。對鋼球進行表面處理,調節其表面能,可用于多種類流體系統的操控。比如,在水下控制油滴,在油下控制水滴和水下控制氣泡等。這種液滴控制技術在化學分析和生物醫學等領域具有廣泛的潛在應用前景。

  相關研究成果發表在Science Advances雜志(Sci. Adv., 2020, 6, eaay5808),通訊作者是研究員宋延林和博士李會增,第一作者是博士生李安。

 

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