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柔软物质和液体

柔软物质和液体

灯推动液体上坡

08 Sep 2016

中国物理学家设计了一种透过送出微量液体上坡和弯曲的新方法。它们这样做,使用由液晶聚合物制成的非常窄的动脉的结构,当暴露于光线时改变形状。他们可以说,该技术可用于所谓的实验室或浅色机械系统,他们说。

该作品是一种被称为微流体的领域的最新发展,其涉及研究流体的行为,其具有小于升升的升的数量,其沿着直径几微米的管道。实验室的芯片在单个微小基板上集成了许多这样的通道,以便在更小的尺度上进行 - 并且可能更快地进行更快 - 通常使用试管,烧杯和其他传统实验室设备进行的实验类型。应用包括广泛的医学诊断和监测大气痕量气体。

微流体操作通常使用外部换能器 - 例如泵,阀或电极 - 与流体直接接触。但是,据 Damien Baigl. 在巴黎的Écolenormalesupérieure中,使用这种换能器倾向于使装置复杂,昂贵且易碎,并且还可以限制潜在的应用。另一方面,光线可以将能量传递给流体而没有直接接触,他指出。它也可以在各种波长和功率水平上调谐,提供出色的空间和时间分辨率,并且是生物相容性的。

毛细力

利用光’然而,在实际设备中的有吸引力是一个挑战。一种选择是直接使用光力 - 通过辐射压力或使用所谓的光学镊子来捕获液体中的微小固体颗粒 - 但这倾向于需要非常强大的激光束。另一种方法是利用由液体引起的毛细力’粘附到其他分子。当液体升高到反对重力时液体升高到狭窄管内时,这些通常会看到。

后一种方法已经采取了 yanlei yu 作者:王莹,中共复旦大学及其同事们。 yu.’由于那里的较低压力,S团队将爆炸在锥形管中狭窄的液体的液滴将被推朝向管的较窄端。诀窍是找到一种物质,使结构可以从气缸从气缸变成锥体时暴露在光线上。具体地,研究人员需要识别机械上的液晶结构,并且在接受这种转化时也是化学稳健的。

他们成功了。为此,他们从天然动脉中汲取灵感,携带血液远离心脏的血管使用骨折和弹性材料。该团队在多层液晶聚合物组成的两层上构成约0.5毫米的管,并从LED暴露于蓝光。光移位液晶分子的取向,以便略微挤压管 - 将它们的横截面从圆形改变为椭圆,从而增加它们的横截面积。通过逐渐增加沿着管的长度的光的强度,研究人员能够将管子变成锥体。

slu in sandwich

通过夹心A.“slug”在管内部的另一个部分之间的一个流体并照亮管,研究人员如预期的那样,它们能够在降低光强度的方向上移动块(见视频)。它们具有各种流体组合,包括硅油与空气或油菜籽油相互作用,以及用于生物医学和化学工程的更复杂的流体。它们能够重复倾斜于17°的管子的诀窍,用于鼻周管,螺旋管,以及在y中成形的管,允许两个硅油块熔断器。当在光源和管之间放置1毫米厚的倾斜猪肉时,它们甚至可能会推开slugs。“这些实验表明,我们的[管]对嵌入在生物组织中的微流体系统中的应用有望,” they write.

Miles Padgett. 在光学镊子上工作的格拉斯哥大学,也有信心最新的工作可能导致重要的应用。“因此,在更大的实验室中,实验室内芯片看起来更像芯片,” he says. “因此,用光源替换外部泵,它们本身可以集成并提供足够的驱动器将液体混合在一起是前进的重要步骤。 ”

baigl描述了工作“一个完全新的概念”在轻推式的微流体中,争论它“大大扩展了可用的光学工具箱”在这个领域里。他说,现在的挑战将是“证明现实世界的微流体应用可以通过这种方法实现,使用光而不是泵”.

报告了该研究 自然.

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