想瞭解如何能像操控固體般無損操控液滴?Materials Today(IF: 26.4)發表了題為“Design of Multi-Scale Textured Surfaces for Unconventional Liquid Harnessing”綜述並選為封面。
人類對資料及工具的操控為文明發展之基礎。人類設計創造了各種工具,以作為手的延伸來操縱其力不能逮之器物。然而相比於固體,我們對流體,尤其是微量流體的操控能力依然有待提高。流體廣泛參與各類工業、生活及研究活動,例如噴墨3D列印、電制氫、血樣及尿樣醫療診斷、精密化學合成、藥物篩選等。流體與固體操控判若雲泥。液體一旦接觸固體,往往即刻潤濕鋪展,使得進一步操控絕無可能。在低表面能固體上,儘管液滴的鋪展得到限制,但由於强表面張力的作用,液體會牢牢粘附於固體表面,使得難以將其移取或輸運。即使强行將其移取,往往會有大量流體殘留在工具表面上;這些殘留不僅帶來轉移流體體積的巨大誤差,而且會在多次操控中造成流體的交叉污染。將流體的操控過程變為無損將有巨大的應用潜力及經濟效益。
超潤濕介面(超疏水,超潤滑及液體彈珠)賦予了人們無摩擦固液接觸及無液殘留的特性,然而單靠這些科技依然難以對流體進行有效的操控。對流體的基本操控可分類為流體在不同表面間的移取、對微量流體的精密分割以及在單一表面上的輸運。流控的這三個基本面滲透在生產生活中的各個方面。該綜述從物理機理層詳細闡述了三種超潤濕表面的靜態及動態液固介面特性;層層梯進解析了微觀介面接觸如何影響了宏觀流體運動。接著列舉了基於超潤濕界面對流體進行無損控制的各種科技設計,並根據其物理機理,宏觀策略進行分類總結。一文帶你深入淺出地領略錶介面科技的風采。
a-h.超潤濕介面(超疏水,超潤滑及液體彈珠)靜態液固接觸的理論基礎。
a-d.微觀液固介面接觸探究。
a-f.超潤濕介面(超疏水,超潤滑及液體彈珠)動態液固接觸的理論分析。
a-i.各種表面微觀結構的總結分析。參考文獻:
TangX.,Tian Y.,Tian X. W.,Li W.,Han X.,Kong T. T. and Wang L. Q.*,Design of Multi-Scale Textured Surfaces for Unconventional Liquid Harnessing,Materials Today,2020,https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.08.013.
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136970212030273X
原文刊載於【高分子科學前沿】
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