L'aigua és un recurs natural del qual depèn la humanitat i s'utilitza en molts camps. En els últims anys, el modelatge i el control del flux de traces d'aigua ha atret una atenció generalitzada en els camps de la ciència dels materials, la química i la biomedicina.
"Tallar aigua amb un ganivet"? L'1 de setembre, el periodista va ser informat que l'equip de recerca de la Universitat de Xi'an Jiaotong i la Universitat Politècnica del Nord-oest van col·laborar per presentar la nova tecnologia "aigua tallada amb làser" i la realització d'aquesta idea, per a "l'aigua! "L'aplicació d'aigua. aporta una nova idea.
"Pastís d'aigua" de tall amb làser fet de diversos patrons.
Realització de tall i processament d'aigua per làser
Com "domar" l'aigua i utilitzar-la ha estat un tema d'estudi des de l'antiguitat. Tallar l'aigua, als ulls de la gent és una cosa increïble, com el famós poema del poeta de la dinastia Tang Li Bai: "Deixant un ganivet per tallar l'aigua més aigua, aixecar una tassa per dissipar la tristesa més trista". Com es reflecteix a l'aigua, com a fluid amb desordre, és difícil de plastificar i tallar amb els mètodes tradicionals.
Actualment, el principal mitjà per controlar la morfologia i el flux d'aigua traça és el preprocessament de canals sòlids. Tanmateix, a causa de la naturalesa desordenada i la fluïdesa de l'aigua, el mecanitzat precís de l'aigua encara és un repte. El tall per làser, com a tecnologia que utilitza l'efecte fototèrmic per processar materials sòlids, pot permetre el tall i el processament de l'aigua?
Basant-se en la idea anterior, el grup del professor Li Fei a l'Escola de Ciències de la Vida i Tecnologia de la Universitat de Xi'an Jiaotong i el grup del professor associat Li Xiaoguang a l'Escola de Física de la Universitat Politècnica del Nord-oest han col·laborat per aprofitar el làser, que és conegut com el "ganivet més ràpid" i adopta la tecnologia de processament làser mitjançant la regulació de les propietats de fluïdesa i tensió superficial de l'aigua. Utilitzant la tecnologia de processament làser, l'equip es va adonar de la idea de "tallar l'aigua amb làser" ajustant les propietats de fluïdesa i tensió superficial de l'aigua, convertint "tallar l'aigua amb un ganivet" en una realitat.
L'equip va utilitzar primer nanopartícules de sílice hidròfoba per revestir la superfície de l'aigua, construint un "pastís d'aigua" amb un gruix submil·límetre, i després tallar el "pastís d'aigua" amb un làser, aconseguint amb èxit la idea de "tallar amb aigua per làser" i " tall amb aigua per làser". La idea d'"aigua de tall per làser" es va realitzar amb èxit i es van crear una varietat de "patrons".
Traça el motiu pel qual es pot tallar el "pastís d'aigua".
Per què el làser pot tallar l'aigua màgicament? Investigadors de l'equip, el làser pot tallar el "pastís d'aigua" per dues raons principals: en primer lloc, la superfície del "pastís d'aigua" de les nanopartícules de sílice a la longitud d'ona de 10,6 micres de làser infrarojo té una forta absorció, després de la irradiació làser, les nanopartícules de sílice Després de la irradiació làser, les nanopartícules de sílice absorbeixen l'energia làser convertida en calor per a la vaporització d'aigua; en segon lloc, quan l'aigua local es vaporitza, el flux d'aigua conduirà la superfície de les nanopartícules de sílice per cobrir encara més la superfície de l'aigua exposada, evitant així el procés de "curació" de l'aigua.
Introducció a Li Fei, l'equip també va explorar el volum d'aigua mitjançant experiments a l'àrea del "pastís d'aigua", el gruix del "pastís d'aigua" sobre la viabilitat del tall i el gruix del "pastís d'aigua", la velocitat d'escaneig làser sobre la precisió del processament Els paràmetres experimentals optimitzats de S'han obtingut el "tall per aigua per làser". Posteriorment, el tallador làser es va aplicar per processar amb èxit els xips microfluídics d'ús habitual, inclosos els canals creuats i els canals dispersos, confirmant la capacitat del "tall d'aigua per làser" per processar estructures microfluídiques complexes i determinant que els xips microfluídics processats per "tall d'aigua per làser" pot arribar als 350 micròmetres com a mínim. S'ha determinat que el xip microfluídic més petit processat per "tall d'aigua per làser" pot ser de 350 micròmetres.
Els xips microfluídics preparats per "tall d'aigua per làser" es poden aplicar en molts camps.
La manipulació de fluids és una de les principals aplicacions dels xips i gotes microfluídiques. L'equip va aplicar els xips i les gotes microfluídiques processats per "tall d'aigua làser" per a la manipulació de fluids rellevants i va confirmar la funció de manipulació de fluids dels xips i gotes microfluídiques autosuportats preparats.
En el transcurs de la investigació, basant-se en l'obertura del xip microfluídic processat amb "aigua tallada amb làser", l'equip va aplicar el xip microfluídic processat amb "aigua tallada amb làser" com a plataforma de reacció miniaturitzada per realitzar la síntesi química. Per exemple, complexació coure-amoníac i síntesi d'aminoàcids amb ninhidrina hidratada. A partir de la transmitància de la llum dels xips microfluídics processats amb "aigua tallada amb làser", l'equip els va desenvolupar com a microreactors per a plataformes de detecció bioquímica i de detecció colorimètrica per a la detecció de biomarcadors com ara ions metàl·lics, proteïnes, urea i àcids nucleics. Finalment, els xips microfluídics processats es van utilitzar com a motlles modelats per a la manipulació electrocinètica de metalls líquids i la síntesi d'hidrogels modelats, i com a plataformes de dilució de gradient de fàrmacs i cultiu cel·lular.
A través de la investigació, l'equip va proposar de manera innovadora una tècnica per processar l'aigua mitjançant tall làser, que resol el repte de processar l'aigua amb precisió lligant el flux d'aigua. Els xips microfluídics preparats amb aigua de tall per làser mostren potencial per a aplicacions en una àmplia gamma de camps, com ara la química, la salut, la ciència dels materials i la biomedicina.
