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万搏体育app:深圳先进院等在光诱导带电润滑表面研究中获进展

  7月9日,万搏体育app深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心研究员杜学敏团队与香港城市大学教授王钻开团队合作,在光诱导带电润滑表面及其生物应用方面取得重要进展。该研究以“Light-induced charged slippery surfaces”为题,发表在Science Advances上,报道了一种基于智能高分子材料的新型润滑表面(light-induced charged slippery surface,LICS)。LICS利用光热诱导表面电荷高效、持续、稳定再生特性,可有效消除润滑层对表面电荷的屏蔽效应,从而实现开放体系下对液滴的快速、远距离、反重力、群体精准驱动,同时可实现封闭体系下凝血检测、原位细胞刺激与细胞响应监测等生物应用。

  表面无处不在,为生命物质和非生命物质的质量与能量交换提供了独特的界面。两种典型的界面材料——润滑表面与超疏表面,在自清洁、液滴冷凝、防冰与防污等领域取得进展。与超疏表面不同,润滑表面通过润滑层的设计以取代超疏表面的微气孔,便引入如自愈合、防冰、防挥发等新功能。然而,润滑层的引入同样带来新问题:润滑层的存在导致固体表面的结构梯度或电荷梯度被屏蔽,使通过表面梯度操控液体面临挑战;润滑层的存在也使通过外场主动操控液体变得困难。这制约了润滑表面的液滴操控及其实际应用。 

  鉴于此,科研团队构建了一种基于智能高分子材料的新型润滑表面——LICS,通过智能高分子材料的光热诱导表面电荷高效、持续、稳定再生能力,可有效消除润滑层对表面电荷的屏蔽效应,实现液滴高速、长距离、反重力、简单液体到复杂液体、单个到多个液滴、微观到宏观尺度液滴、平面到曲面基底、开放到封闭体系的精准操控,并可进一步拓展到诊断与分析等生物应用。 

  LICS的高可靠性与稳定性及独特功能,既实现了开发体系下液滴的高效操控,又实现了密闭的微流控芯片内液滴的无泵、远程、防挥发、防污染操控和生物应用;LICS简单设计与便携式操作和独特功能,有望为下一代界面材料和微流体开辟新途径,并为化学和生物医学应用带来全新可能。 

  研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院青年创新促进会、广东省区域联合基金重点项目与深圳市基础研究学科布局等的支持。 

  论文链接 

 

  图1.LICS设计及液滴操控效果

 

  图2.无泵LICS微流控芯片内液滴的光操控生物诊断与分析应用

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