La capacité de manipuler des gouttelettes joue un rôle essentiel dans la recherche fondamentale et les applications pratiques, des réactions chimiques à la bio-analyse. Le contrôle de la lumière des gouttelettes permet un contrôle à distance et sans contact avec une précision spatiale et temporelle remarquable. Cependant, un contrôle de la lumière performant et fiable des gouttelettes reste un défi.

Maintenant, une équipe de recherche dirigée par le Dr Du Xuemin de l'Institut de technologie avancée de Shenzhen (SIAT) de l'Académie chinoise des sciences a signalé un nouveau matériau intelligent avec une capacité de régénération de charge photo-induite à haut rendement et durable, permettant le contrôle de la lumière de gouttelettes avec des performances et une fiabilité supérieures.

Ce travail a été publié dans National Science Review le 17 août.

Ce matériau intelligent contient trois composants principaux :premièrement, des particules de métal liquide de taille microscopique avec des propriétés photothermiques et thermiquement conductrices supérieures; deuxièmement, un copolymère trifluorure de fluorure de polyvinylidène avec d'excellents comportements ferroélectriques et mécaniques; troisièmement, des structures micro-pyramidales et des revêtements à faible énergie de surface de SiO fluoré₂ nanoparticules pour augmenter la superamphiphobicité.

« Sur la base de l'effet synergique de ces composants, les surfaces chargées photo-induites (PICS) possèdent une capacité supérieure de génération de charge photo-induite en temps réel et in situ lors de l'exposition à un éclairage lumineux », a déclaré le Dr Du.

Cette capacité de génération de charge distinctive du PICS a été clairement révélée par la microscopie à sonde Kelvin à balayage, qui a montré la génération/disparition en temps réel et in situ des charges de surface libre lors de l'exposition à une irradiation lumineuse ON/OFF.

La capacité de génération de charge du PICS n'a présenté aucune dégradation apparente, même dans des environnements extrêmes, notamment une humidité relative élevée (~ 90 %) pendant 72 heures et une température élevée (70 ℃). La densité de charge du PICS est restée stable à des niveaux élevés de 252 pC mm ^-2 (crête à crête) même après 10 000 cycles d'irradiation ON/OFF.

"L'efficacité, la durabilité et la stabilité exceptionnelles de la régénération de charge photo-induite dans le PICS sont essentielles pour le contrôle de la lumière des gouttelettes", a déclaré le Dr Du.

Les chercheurs ont démontré que le PICS fournissait un nouveau paradigme pour le mouvement contrôlable des gouttelettes, y compris une vitesse moyenne élevée, une distance illimitée, des mouvements multimodes (par exemple, avant, arrière et rotation) et une manipulation de gouttelettes simple à multiple.

Ils ont également étendu le contrôle de la lumière des gouttelettes aux applications robotiques et bio, notamment le transport d'une cargaison solide dans un tube fermé, la traversée d'un minuscule tunnel, l'évitement des obstacles, la détection de l'environnement changeant via le changement de couleur à l'œil nu, la préparation de billes d'hydrogel, le transport de cellules vivantes. , et une biodétection fiable.

« Notre PICS robuste et biocompatible fournit non seulement un aperçu du développement de nouveaux matériaux d'interface intelligents et de la microfluidique », a déclaré le Dr Du, « mais offre également de nouvelles possibilités pour les applications chimiques et biomédicales. + Explorer plus loin

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