光微流控技术帮助实现微小液滴的高精度和高自由度操控-汶颢股份
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光微流控技术帮助实现微小液滴的高精度和高自由度操控

液滴悬浮技术是指通过构建力学平衡场,使液相物质稳定悬浮于气相环境中。由于悬浮状态下物质运动阻力极小,表现出极佳的运动性。将液滴悬浮技术应用于微流体技术中,实现微尺度下悬浮物质的高精度操控,可以应用于生物检测、医学及药学分析、纳米材料合成、光谱学检测等诸多领域。目前,液滴悬浮技术依然受限于复杂悬浮系统和特殊悬浮条件,难以实现微小液滴的高精度和高自由度操控。

近期,重庆大学能源与动力工程学院陈蓉教授、廖强教授、朱恂教授、焦龙博士研究生等提出了一种基于光微流控技术的光致悬浮液滴操控技术,利用单光束实现了对10-12-10-15 L级悬浮液滴的定量生成、尺寸调节及高精度运动操控。研究人员揭示了局部光热效应导致的“气相捕获陷阱”对悬浮液滴生成及操控的决定性作用,并将单束聚焦光作为“光指挥棒”在迷宫型网格界面上实现了对悬浮液滴的非直线变速运动及启停转换的高精度操控。该技术还适用于含有多种生化试剂的悬浮液滴操控。研究人员希望通过该研究为复杂材料的输送及原位反应和分析等提供新思路和新方法。

光致“气相捕获陷阱” 

光致“气相捕获陷阱”

悬浮液滴可视化图像 

悬浮液滴可视化图像

迷宫型网格界面上悬浮液滴的高精度运动 

迷宫型网格界面上悬浮液滴的高精度运动

相关研究成果近期在Journal of Physical Chemistry Letters上以内封面论文发表,并被Nature子刊Nature Reviews Chemistry选为Research Highlight论文进行报道。重庆大学陈蓉教授、廖强教授、朱恂教授为共同通讯作者,重庆大学博士研究生焦龙为论文第一作者。

该研究得到了国家自然科学基金(No. 51576021, No. 51620105011)、重庆大学科研后备拔尖人才培育计划项目(No. CQU2017HBRC1A01)、中央高校基本科研业务经费项目(No. 2018CDXYDL0001)的资助。

论文链接:

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.jpclett.8b03699

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