研究人员使用一种称为机械润湿的技术

如果我们能够控制单个液滴,芯片上的自清洁表面和实验室将变得更加高效。

格罗宁根大学教授Patrick Onck和埃因霍温科技大学的同事们已经证明,通过使用一种称为“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。这种方法甚至适用于倾斜或垂直的表面。”

该研究于6月14日发表在Science Advances上。

机械润湿的想法基本上非常简单:在横向表面波上放置一滴液滴,液滴随着波浪移动。“水滴的一个特性是它们总是试图保持在波浪的顶部。如果那个顶部向前运行,液滴将随之运行,”Onck解释说。可以通过使用机械变形来移动液滴以产生表面波。“关于这一点的显着之处在于它也可以在倾斜或垂直的表面上工作:液滴甚至可以在重力作用下向上移动。”

理论与实践

Onck小组的博士候选人,该论文的第一作者Edwin de Jong通过计算机模型测试了机械润湿的概念。“当它似乎在理论上起作用时,我们来自埃因霍温科技大学的同事设计了一个实验来测试它。我们的模型结果证明是正确的:在实践中,液滴完全按照我们的想象移动。”

实验室上的单芯片

机械加工的一个应用是在芯片实验室系统,信用卡大小的完整实验室,用于分析血液或唾液等生物流体。这允许样品在实验室外进行测试,例如直接在床边进行测试,响应速度快得多。“如果我们能够分别引导每个液滴,就可以在非常小的液体量下高速进行许多不同的测试,”Onck说。通过电润湿已经可以单独输送液滴。“电润湿能够通过施加电场来传输液滴。但是,这些区域可以改变样品的生化特性,这是您在进行血液检测时不需要的东西。”

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,结果表明,通过使用光响应材料来制作波浪,机械功能也可以起作用。由于其精确性和远程控制液滴运动的能力,光线特别有趣。”除了芯片实验室系统之外,机械润湿还有其他一些有趣的应用,例如自清洁表面,其中水滴主动吸收和去除污垢。它还通过收集露珠用作饮用水,为从空气中收集水分提供了机会。