يمكن للمادة شديدة الانزلاق التي تتجدد شحنتها السطحية عند إضاءتها أن تمهد الطريق للجيل التالي من المواد البينية والموائع الدقيقة. المادة الجديدة عبارة عن مزيج من بوليمر مشترك وجزيئات معدنية سائلة دقيقة وبنى مجهرية محاصرة لمواد التشحيم ، ويقول مطوروها إنها يمكن أن تجد تطبيقات في أجهزة المختبر على الرقاقة والتشخيص البيولوجي والتحليل الكيميائي.
تُظهر الأسطح المسامية الزلقة المزلقة (SLIPS) الكثير من الأمل للأجهزة التي يتم تنظيفها ذاتيًا ومضادة للتجمد وقادرة على مقاومة "القاذورات" بواسطة الكائنات الحية الدقيقة التي قد تتراكم بطريقة أخرى على الهياكل مثل هياكل القوارب أو رقائق الموائع الدقيقة. ومع ذلك ، فإن مثل هذه المزلقات لها جانبها السلبي. فهي تعمل كشاشة مادية للمواد الموجودة تحتها ، وبالتالي تخفي أي خصائص مرغوبة (مثل شحنة السطح) قد تكون بها. لا يعد هذا الغربلة جيدًا للتطبيقات التي تحتاج فيها القطرات والسوائل إلى المعالجة ونقلها عبر السطح الزلق بطريقة محكومة.
قدرة قوية على تجديد الشحنات
الباحثون بقيادة Xuemin دو ل معاهد شنتشن للتكنولوجيا المتقدمةطورت الأكاديمية الصينية للعلوم الآن مادة زلقة لا تعاني من تأثيرات الفحص هذه. يتكون السطح الزلق المشحون الجديد الناجم عن الضوء (LICS) ، كما يطلق عليه ، من ثلاثة مكونات أساسية: جزيئات المعدن السائل Ga-In ذات الحجم الصغير لتحويل الضوء الممتص إلى حرارة محلية بكفاءة ؛ البولي فينيل الفلورايد-coثلاثي فلورو إيثيلين) البوليمر المشترك لسلوكه الفيروكهربائي الممتاز ؛ والبنى المجهرية المغلفة بطبقة من SiO الطاردة للماء2الجسيمات النانوية لاحتجاز زيوت التشحيم.
في سلسلة من التجارب المفصلة في علم السلف, استخدم الفريق الضوء للتحكم في حركة القطرات الموضوعة على LICS الجديدة ، ونقلها بسرعات تصل إلى حوالي 18.8 ملم / ثانية وعلى مسافات تصل إلى حوالي 100 ملم. هذه القطرات ، التي يمكن أن تكون إما مجهرية أو عيانية (تراوحت أحجامها من 10-3 إلى 1.5 × 103 µL) يمكن أيضًا تسلق الأسطح المسطحة أو المنحنية بفضل الشحن الموجود على LCIS - وهو أمر غير ممكن بالنسبة إلى SLIPS الحالية.
يشرح دو قائلاً: "يمكن أن تصل LICS بسرعة إلى 1280 بيكو كولوم لكل ملم مربع في 0.5 ثانية عند تعرضها للإضاءة الخفيفة". "لا تظهر قدرتها القوية على تجديد الشحنات أي تسوس واضح حتى بعد تعرضها لـ 10 دورة من الإشعاع النبضي القريب من الأشعة تحت الحمراء ، أو حتى الغمر في زيت السيليكون لمدة ستة أشهر."
التأثيرات الكمومية تجعل المغنتين زلقًا بشكل مدهش
وفقًا للفريق ، يمكن استخدام LICS لإنشاء روبوتات قابلة للتوجيه تعتمد على القطيرات ولإجراء تفاعلات كيميائية. يمكن أيضًا دمجها في شريحة ميكروفلويديك خالية من المضخات ، مما يسمح بالتشخيص والتحليل البيولوجي الموثوق به في تصميم مغلق.
يخطط الباحثون الآن لزيادة تحسين سيطرتهم على القطرات. يقول دو: "سنقوم أيضًا بتوسيع التطبيقات الكيميائية الحيوية لهذه البوليمرات الذكية ورقائق الموائع الدقيقة LICS" عالم الفيزياء.
