A capacidade de manipular gotículas desempenha um papel vital em pesquisas fundamentais e aplicações práticas, desde reações químicas até bioanálises. O controle de luz de gotículas permite o controle remoto e sem contato com notável precisão espacial e temporal. No entanto, o controle de luz de gotas de alto desempenho e confiável ainda é um desafio.
Agora, uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Du Xuemin do Instituto de Tecnologia Avançada de Shenzhen (SIAT) da Academia Chinesa de Ciências relatou um novo material inteligente com capacidade de regeneração de carga foto-induzida de alta eficiência e durabilidade, permitindo o controle da luz de gotículas com desempenho e confiabilidade superiores.

Este trabalho foi publicado na National Science Review em 17 de agosto.

Este material inteligente contém três componentes principais:primeiro, partículas de metal líquido de tamanho micro com propriedades fototérmicas e condutoras térmicas superiores; segundo, copolímero de fluoreto de polivinilideno trifluoroetileno com excelente comportamento ferroelétrico e mecânico; terceiro, estruturas micropiramidais e revestimentos de baixa energia de superfície de SiO fluorado₂ nanopartículas para aumentar a superanfifobicidade.

"Com base no efeito sinérgico desses componentes, as superfícies carregadas foto-induzidas (PICSs) possuem uma capacidade superior de geração de carga foto-induzida em tempo real e in-situ após a exposição à iluminação de luz", disse o Dr. Du.

Esta capacidade distinta de geração de carga do PICS foi claramente revelada pela microscopia de varredura com sonda Kelvin, que mostrou a geração/desaparecimento em tempo real e in situ das cargas de superfície livre após exposição à irradiação de luz ON/OFF.

A capacidade de geração de carga do PICS não exibiu degradação aparente, mesmo em ambientes extremos, incluindo alta umidade relativa (~ 90%) por 72 horas e alta temperatura (70 ℃). A densidade de carga do PICS permaneceu em níveis altos e estáveis ​​de 252 pC mm ^-2 (pico a pico) mesmo após 10.000 ciclos de irradiação ON/OFF.

"A excelente eficiência, durabilidade e estabilidade da regeneração de carga foto-induzida no PICS é crítica para o controle de luz de gotículas", disse o Dr. Du.

Os pesquisadores demonstraram que o PICS forneceu um novo paradigma para o movimento controlável de gotículas, incluindo alta velocidade média, distância ilimitada, movimentos multimodo (por exemplo, para frente, para trás e rotação) e manipulação de gotículas de uma a várias.

Eles também estenderam o controle de luz de gotículas para aplicações robóticas e biológicas, incluindo o transporte de uma carga sólida em um tubo fechado, atravessando um túnel minúsculo, evitando obstáculos, sentindo a mudança de ambiente através da mudança de cor a olho nu, preparando contas de hidrogel, transportando células vivas , e biossensor confiável.

"Nosso PICS robusto e biocompatível não apenas fornece informações sobre o desenvolvimento de novos materiais de interface inteligente e microfluídica", disse o Dr. Du, "mas também traz novas possibilidades para aplicações químicas e biomédicas". + Explorar mais

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