在日常生活中,鑷子通常用于微小物品的轉(zhuǎn)移,雖然使用便捷但僅適用于固體或粉體,液態(tài)或是半液態(tài)的物質(zhì)通常會在鑷子上留下殘留和污染,也無法以準(zhǔn)確的體積進(jìn)行轉(zhuǎn)移。即便是采用滴管、量筒、移液槍等容器,也會留下一些液體薄膜,必須進(jìn)行清洗,這是我們已熟知的經(jīng)驗常識。是否有一種針對各種液體的“鑷子”,能輕松拾取、轉(zhuǎn)移、釋放液體而避免液體殘留和污染呢?這樣,對于液體操作和“鑷子”的反復(fù)使用,都極為方便。
近日,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院吳天準(zhǔn)課題組在對仿荷葉的超疏液表面(對低表面能液體如酒精,也能實現(xiàn)150°的接觸角,且液體非常易于滑動)的多年研究基礎(chǔ)上,成功開發(fā)了一種可實現(xiàn)各種液滴無損轉(zhuǎn)移的神奇“液滴鑷子”。論文第一作者王智偉開發(fā)出一種基于EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的低成本、高性能的超疏液表面材料,該表面不僅具有對幾乎任何液體的低潤濕和自清潔特性,而且具有良好的拉伸性能,可以拉伸到原始長度的4倍以上。該研究發(fā)現(xiàn),隨著表面的拉伸,固液接觸分?jǐn)?shù)逐漸減小而接觸角逐漸增大,導(dǎo)致表面的粘附力逐漸降低,從而可以通過簡單的拉伸調(diào)控表面粘附力,但仍然保持對液滴的排斥特性。研究人員利用這種具有良好拉伸性能的超疏液表面,將其作為神奇的“液滴鑷子”,示范了利用表面的拉伸調(diào)控表面對液滴的粘附力,實現(xiàn)了水性液滴和油性液滴的無損轉(zhuǎn)移,理論上可實現(xiàn)對任何液滴的操作。該技術(shù)因其簡便易行,有望作為通用的液滴無損轉(zhuǎn)移技術(shù),在微流控、可穿戴器件、體外診斷等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
該研究成果受到國家自然科學(xué)基金、廣東省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊、深圳市孔雀團(tuán)隊等項目的資助,發(fā)表在《傳感器與執(zhí)行器雜志B輯》(Sensors and Actuators B: Chemical)上。
神奇的“液滴鑷子”實現(xiàn)液滴的無損轉(zhuǎn)移
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