Bahan super licin yang meregenerasi muatan permukaannya saat diterangi dapat membuka jalan bagi bahan antarmuka dan mikrofluida generasi berikutnya. Bahan baru ini merupakan kombinasi dari kopolimer, partikel logam cair kecil dan mikrostruktur perangkap pelumas, dan pengembangnya mengatakan dapat menemukan aplikasi di perangkat lab-on-a-chip, diagnostik biologis dan analisis kimia.
Permukaan berpori yang diresapi pelumas yang licin (SLIPS) menunjukkan banyak harapan untuk perangkat yang membersihkan sendiri, anti-icing dan mampu menahan "pengotoran" oleh mikroorganisme yang mungkin terakumulasi pada struktur seperti lambung kapal atau chip mikrofluida. Pelumas semacam itu memang memiliki kelemahan. Pertama, mereka bertindak sebagai layar fisik untuk bahan di bawahnya, sehingga menutupi sifat yang diinginkan (seperti muatan permukaan) yang mungkin dimilikinya. Penyaringan seperti itu tidak baik untuk aplikasi di mana tetesan dan cairan perlu dimanipulasi dan diangkut melintasi permukaan licin dengan cara yang terkendali.
Kemampuan regenerasi muatan yang kuat
Peneliti yang dipimpin oleh Xuemin Du dari Institut Teknologi Canggih Shenzhen, Chinese Academy of Sciences, kini telah mengembangkan bahan licin yang tidak mengalami efek penyaringan ini. Permukaan licin bermuatan yang diinduksi cahaya (LICS), seperti yang disebut, terdiri dari tiga komponen inti: partikel logam cair Ga-In berukuran mikro untuk secara efisien mengubah cahaya yang diserap menjadi panas lokal; poli (vinilidena fluorida-co-trifluoroethylene) kopolimer untuk perilaku feroelektrik yang sangat baik; dan struktur mikro yang dilapisi dengan lapisan SiO . yang terhidrofobisasi2nanopartikel untuk menjebak pelumas.
Dalam serangkaian percobaan yang dirinci dalam Kemajuan ilmu pengetahuan, tim menggunakan cahaya untuk mengontrol pergerakan tetesan yang ditempatkan pada LICS baru, memindahkannya dengan kecepatan setinggi sekitar 18.8 mm/s dan menempuh jarak sejauh sekitar 100 mm. Tetesan ini, yang dapat berupa mikroskopis atau makroskopik (volumenya berkisar antara 10-3 hingga 1.5 x 103 µL) juga dapat memanjat permukaan datar atau melengkung berkat muatan pada LCIS – sesuatu yang tidak mungkin untuk SLIPS saat ini.
“LICS dapat dengan cepat mencapai setinggi 1280 pico-Coulomb per mm persegi dalam 0.5 detik saat terkena pencahayaan cahaya,” jelas Du. “Kemampuan regenerasi muatannya yang kuat tidak menunjukkan pembusukan yang nyata bahkan setelah terkena 10 siklus iradiasi inframerah-dekat impuls, atau bahkan direndam dalam minyak silikon selama enam bulan.”
Efek kuantum membuat magnet sangat licin
Menurut tim, LICS dapat digunakan untuk membuat robot berbasis tetesan yang dapat dikendalikan dan untuk melakukan reaksi kimia. Itu juga dapat diintegrasikan ke dalam chip mikofluida bebas pompa, memungkinkan diagnosis dan analisis biologis yang andal dalam desain tertutup.
Para peneliti sekarang berencana untuk lebih mengoptimalkan kontrol mereka terhadap tetesan. “Kami juga akan memperluas aplikasi biokimia dari polimer cerdas dan chip mikrofluida LICS ini,” kata Du Dunia Fisika.
