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科学家推出光移动水滴技术 (2004-08-13)

发布时间:2007-12-04 作者: 来源: 浏览:1616
美国亚历桑那州立大学的科学家藉由将纳米线(nanowire)覆盖在硅表面上,首度成功地仅凭紫外光照射就能移动水滴。这项技术未来可望应用在微流(microfluidic)组件上,或许将有助于药物输送等应用。 该研究小组先在硅表面上随意沉积了直径20-50纳米的硅纳米线,然后在纳米线上覆盖单分子层光致色变(photochromic)的spiropyran分子,这种有机分子在照射紫外光之前是拒水性的。事实上,荷叶也是利用类似的效应来赶走水滴──叶面上覆盖了直径约1纳米的拒水性蜡质结晶行。 位于表面的水珠如果往前的接触角(contact angle)大于后退的接触角,水珠就会向前移动。以波长366纳米的紫外光照射,能让spiropyran分子转变成亲水性,接触角因而降低。在平滑表面上,这个降幅为12°,尚不能使水珠移动,因为在光滑表面上,可见光的照射所引起的前后接触角差值变化(contact angle hysteresis)可达37°。相形之下,在纳米线的表面,接触角差值变化只有17°,而紫外光造成的降幅为23°,几乎是光滑平面的两倍。这两个因素相加的结果,造成前进的接触角变大而后退的接触角变小,于是水珠会朝向紫外光源移动。 以波长450-550纳米的可见光照射,能使spiropyran分子恢复拒水性,因此上述过程是可逆的。以光来移动分子使科学家得以免除使用电场、气泡或微机械帮助,前两者可能会使样品变质,后者则既昂贵又不易修理。研究人员表示,这项发现为流体运动的强化及电湿润(electrowetting)/热湿润(thermowetting)微流系统的控制,指出了一个条方向。
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