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科學家推出光移動水滴技術 (2004-08-13)

發(fā)布時間:2007-12-04 作者: 來源: 瀏覽:1925
美國亞歷桑那州立大學的科學家藉由將納米線(nanowire)覆蓋在硅表面上,首度成功地僅憑紫外光照射就能移動水滴。這項技術未來可望應用在微流(microfluidic)組件上,或許將有助于藥物輸送等應用。 該研究小組先在硅表面上隨意沉積了直徑20-50納米的硅納米線,然后在納米線上覆蓋單分子層光致色變(photochromic)的spiropyran分子,這種有機分子在照射紫外光之前是拒水性的。事實上,荷葉也是利用類似的效應來趕走水滴──葉面上覆蓋了直徑約1納米的拒水性蠟質(zhì)結晶行。 位于表面的水珠如果往前的接觸角(contact angle)大于后退的接觸角,水珠就會向前移動。以波長366納米的紫外光照射,能讓spiropyran分子轉變成親水性,接觸角因而降低。在平滑表面上,這個降幅為12°,尚不能使水珠移動,因為在光滑表面上,可見光的照射所引起的前后接觸角差值變化(contact angle hysteresis)可達37°。相形之下,在納米線的表面,接觸角差值變化只有17°,而紫外光造成的降幅為23°,幾乎是光滑平面的兩倍。這兩個因素相加的結果,造成前進的接觸角變大而后退的接觸角變小,于是水珠會朝向紫外光源移動。 以波長450-550納米的可見光照射,能使spiropyran分子恢復拒水性,因此上述過程是可逆的。以光來移動分子使科學家得以免除使用電場、氣泡或微機械幫助,前兩者可能會使樣品變質(zhì),后者則既昂貴又不易修理。研究人員表示,這項發(fā)現(xiàn)為流體運動的強化及電濕潤(electrowetting)/熱濕潤(thermowetting)微流系統(tǒng)的控制,指出了一個條方向。
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