本报讯(记者黄辛)复旦大学材料科学系教授俞燕蕾团队突破了微流控系统简化的难题,采用自主研发的新型液晶高分子光致形变材料,构筑出具有光响应特性的微管执行器,可通过微管光致形变产生的毛细作用力,实现对包括生物医药领域常用液体在内的各种复杂流体的全光操控,令其蜿蜒而行甚至爬坡,仿若具现了微尺度下的神奇驭“水”本领。相关研究成果近日发表于《自然》。
“微流控系统进一步简化成为制约微流体领域发展的瓶颈问题,亟待从根本上提出创新性的微流体驱动新机制。”文章第一作者、复旦大学材料科学系博士吕久安介绍,可以精密聚焦、并能够做到非接触控制的光,恰以如上特点成为在微流体芯片上进行微小尺度流体操控的上选。然而,适用性广泛的光控微流控技术仍有很大的探索空间,亟待继续研发。
俞燕蕾团队设计构建出一种管径可在常用LED可见光源刺激下发生不对称变化的微米尺度液晶高分子微管执行器,兼具流体通道和驱动泵的双重功能。通过由管径变化诱发的毛细作用力变化,利用光操控微管中液滴运动的“神通”得以以一种与过往全然不同的方式实现。
同时,研究人员仿生设计出超高分子量的新型光致形变液晶高分子材料,其断裂伸长率可达传统交联液晶高分子的100倍,能够以简便的溶液加工法制成多种形状。
俞燕蕾表示,该微管执行器有望在生物医药设备、生化检测分析、微流反应器等诸多领域“大施拳脚”。
《中国科学报》 (2016-09-15 第1版 要闻)