我國科研團(tuán)隊(duì)合作在光誘導(dǎo)帶電潤滑表面研究中獲進(jìn)展
7月9日,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院智能醫(yī)用材料與器械研究中心研究員杜學(xué)敏團(tuán)隊(duì)與香港城市大學(xué)教授王鉆開團(tuán)隊(duì)合作,在光誘導(dǎo)帶電潤滑表面及其生物應(yīng)用方面取得重要進(jìn)展。該研究以Light-induced charged slippery surfaces為題,發(fā)表在Science Advances上,報(bào)道了一種基于智能高分子材料的新型潤滑表面(light-induced charged slippery surface,LICS)。LICS利用光熱誘導(dǎo)表面電荷高效、持續(xù)、穩(wěn)定再生特性,可有效消除潤滑層對(duì)表面電荷的屏蔽效應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)開放體系下對(duì)液滴的快速、遠(yuǎn)距離、反重力、群體精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng),同時(shí)可實(shí)現(xiàn)封閉體系下凝血檢測、原位細(xì)胞刺激與細(xì)胞響應(yīng)監(jiān)測等生物應(yīng)用。 表面無處不在,為生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)的質(zhì)量與能量交換提供了獨(dú)特的界面。兩種典型的界面材料——潤滑表面與超疏表面,在自清潔、液滴冷凝、防冰與防污等領(lǐng)域取得進(jìn)展。與超疏表面不同,潤滑表面通過潤滑層的設(shè)計(jì)以取代超疏表面的微氣孔,便引入如自愈合、防冰、防揮發(fā)等新功能。然而,潤滑層的引入同樣帶來新問題:潤滑層的存在導(dǎo)致固體表面的結(jié)構(gòu)梯度或電荷梯度被屏蔽,使通過表面梯度操控液體面臨挑戰(zhàn);潤滑層的存在也使通過外場主動(dòng)操控液體變得困難。這制約了潤滑表面的液滴操控及其實(shí)際應(yīng)用。 鑒于此,科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種基于智能高分子材料的新型潤滑表面——LICS,通過智能高分子材料的光熱誘導(dǎo)表面電荷高效、持續(xù)、穩(wěn)定再生能力,可有效消除潤滑層對(duì)表面電荷的屏蔽效應(yīng),實(shí)現(xiàn)液滴高速、長距離、反重力、簡單液體到復(fù)雜液體、單個(gè)到多個(gè)液滴、微觀到宏觀尺度液滴、平面到曲面基底、開放到封閉體系的精準(zhǔn)操控,并可進(jìn)一步拓展到診斷與分析等生物應(yīng)用。 LICS的高可靠性與穩(wěn)定性及獨(dú)特功能,既實(shí)現(xiàn)了開發(fā)體系下液滴的高效操控,又實(shí)現(xiàn)了密閉的微流控芯片內(nèi)液滴的無泵、遠(yuǎn)程、防揮發(fā)、防污染操控和生物應(yīng)用;LICS的簡單設(shè)計(jì)與便攜式操作和獨(dú)特功能,有望為下一代界面材料和微流體開辟新途徑,并為化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用帶來全新可能。 |