磁控应用于液滴操纵技术

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       磁激励凭借其远程可控、生物安全性好、对环境透射率和基底电荷不敏感等优势已被广泛应用于液滴操纵领域。

      中国科学技术大学微纳米工程实验室实现了液滴的三维运输、合并、分裂、子液滴分发与按需释放、搅拌以及远程加热，可以实现对~3.2 nL到~51.14 μL体积范围内液滴的多样化操纵。

      液滴操控技术将在精细化学和生物医疗检测等领域都有重要的应用前景。

                        

     磁响应纸片与液滴相互作用，自包裹。

      磁控机器人通过翻滚运动主动靠近绿色液滴并分发出一定体积的子液滴，随后将子液滴定向运输至红色液滴附近以实现两个液滴的合并，最终通过搅拌完成液滴的快速混合（动图3）。这种多功能液滴操纵集成可以应用于微化学反应领域，实现液体样品的精确采样、快速反应以及反应物的及时检测（图2h）。

                  

      磁控机器人悬浮在液滴顶部，并在磁场的驱动下快速旋转，可以对液滴进行高效混合。

      该工作是团队近期关于磁响应液滴操纵相关研究的最新进展之一。如何提升磁响应液滴操纵的灵活性一直是当前研究的重点，为此团队发展了多种磁响应液滴操纵策略（Advanced Materials,2019, 31(15): 1807507；Nano Letters,2020, 20(10): 7519-7529；ACS Applied Materials & Interfaces,2020, 12(37), 42264–42273；Langmuir,2023, 39(27), 9358-9366.），提升了磁响应液滴操纵的速度，扩展了操纵的空间维度，并成功将磁响应操纵策略从单相（液相）扩展到了三相（液相、固相和气相）物质的可控操纵（Advanced Functional Materials,2022, 32(40): 2205831）。

论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-023-41092-1

来源：高分子科学前沿