Một vật liệu siêu trơn có thể tái tạo điện tích bề mặt của nó khi được chiếu sáng có thể mở đường cho các vật liệu giao diện thế hệ tiếp theo và chất lỏng siêu lỏng. Vật liệu mới này là sự kết hợp của chất đồng trùng hợp, các hạt kim loại lỏng nhỏ và các vi cấu trúc bẫy chất bôi trơn, và các nhà phát triển của nó cho biết nó có thể tìm thấy các ứng dụng trong các thiết bị thí nghiệm trên chip, chẩn đoán sinh học và phân tích hóa học.
Các bề mặt xốp thấm dầu nhờn trơn trượt (SLIPS) cho thấy nhiều hứa hẹn đối với các thiết bị có khả năng tự làm sạch, chống đóng băng và có thể chống lại sự “bám bẩn” bởi các vi sinh vật có thể tích tụ trên các cấu trúc như vỏ thuyền hoặc chip vi lỏng. Tuy nhiên, chất bôi trơn như vậy có mặt trái của chúng. Đối với một, chúng hoạt động như một màn hình vật lý cho vật liệu bên dưới chúng, do đó che đi bất kỳ đặc tính mong muốn nào (chẳng hạn như điện tích bề mặt) mà nó có thể có. Việc sàng lọc như vậy không tốt cho các ứng dụng trong đó các giọt và chất lỏng cần được thao tác và vận chuyển trên bề mặt trơn trượt một cách có kiểm soát.
Khả năng tái tạo phí mạnh mẽ
Các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Xuemin Du của Viện công nghệ tiên tiến Thâm Quyến, Viện Khoa học Trung Quốc, hiện đã phát triển một loại vật liệu trơn trượt không bị ảnh hưởng bởi các tác động sàng lọc này. Bề mặt trơn tích điện cảm ứng ánh sáng mới (LICS), như nó được gọi, bao gồm ba thành phần cốt lõi: các hạt kim loại lỏng Ga-In có kích thước siêu nhỏ để chuyển đổi hiệu quả ánh sáng hấp thụ thành nhiệt cục bộ; poly (vinylidene florua-co-trifluoroethylen) đồng trùng hợp cho đặc tính sắt điện tuyệt vời của nó; và các cấu trúc vi mô được phủ một lớp SiO kỵ nước2các hạt nano để bẫy chất bôi trơn.
Trong một loạt các thử nghiệm được trình bày chi tiết trong Những tiến bộ khoa học, nhóm nghiên cứu đã sử dụng ánh sáng để điều khiển chuyển động của các giọt nhỏ được đặt trên LICS mới, di chuyển chúng ở tốc độ cao khoảng 18.8 mm / s và trong khoảng cách xa nhất là khoảng 100 mm. Những giọt này, có thể là cực nhỏ hoặc vĩ mô (thể tích của chúng dao động từ 10-3 đến 1.5 x 103 µL) cũng có thể leo lên các bề mặt phẳng hoặc cong nhờ điện tích trên LCIS - điều mà SLIPS hiện tại không thể thực hiện được.
“LICS có thể nhanh chóng đạt tới 1280 pico-Coulombs trên mm vuông trong 0.5 giây khi được chiếu sáng,” Du giải thích. “Khả năng tái tạo điện tích mạnh mẽ của nó cho thấy không có sự phân hủy rõ ràng ngay cả sau khi tiếp xúc với 10 chu kỳ chiếu xạ cận hồng ngoại xung động, hoặc thậm chí ngâm trong dầu silicon trong sáu tháng.”
Hiệu ứng lượng tử làm cho magnetene trơn trượt một cách đáng ngạc nhiên
Theo nhóm nghiên cứu, LICS có thể được sử dụng để tạo ra các robot dựa trên giọt có thể giám sát được và để thực hiện các phản ứng hóa học. Nó cũng có thể được tích hợp vào một chip vi lỏng không cần bơm, cho phép chẩn đoán và phân tích sinh học đáng tin cậy trong một thiết kế khép kín.
Các nhà nghiên cứu hiện có kế hoạch tối ưu hóa hơn nữa việc kiểm soát các giọt của họ. “Chúng tôi cũng sẽ mở rộng các ứng dụng sinh hóa của các polyme thông minh này và các chip vi lỏng LICS,” Du nói Thế giới vật lý.
