麻省理工學(xué)院的研究人員日前找到一種方法，能夠讓水滴在特定的平面上按需形成任意形狀。借助這種形狀可控的液滴，將有望開(kāi)發(fā)出新的生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和LED顯示器。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。
負(fù)責(zé)此項(xiàng)研究的麻省理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)副教授伊夫林·王和她的團(tuán)隊(duì)多年以來(lái)一直在努力創(chuàng)造能夠排斥或吸引液體的納米圖案表面。她說(shuō)：“新技術(shù)能夠讓我們精確控制接觸區(qū)域內(nèi)液滴的形狀。不同于普通的圓形水滴，這些液滴能按照人們的需要變成正方形、六角形、三角形或是幾乎任何其他形狀。”
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，液滴的形狀能夠通過(guò)底層材料的納米圖案進(jìn)行控制。新技術(shù)能夠形成更密集的圖案，消除了此前液滴之間不可避免會(huì)出現(xiàn)的空白。這項(xiàng)工作可能會(huì)導(dǎo)致新的基于液滴的印刷技術(shù)。這種液滴能夠在非常密集的程度上實(shí)現(xiàn)完全可控，未來(lái)有望用來(lái)進(jìn)行蛋白質(zhì)或DNA檢測(cè)或制造LED顯示器。
伊夫林·王說(shuō)，這項(xiàng)工作涉及計(jì)算機(jī)建模和實(shí)驗(yàn)證實(shí)，使用了一種非常簡(jiǎn)單的模型，這種模型能夠很好地預(yù)測(cè)出需要?jiǎng)?chuàng)建出的各種形狀。在成本上，新方法低于目前用來(lái)制造微芯片的、基于硅的平板印刷技術(shù)。此外，這種方法在使用上也更加靈活。
沒(méi)有參與該項(xiàng)目的美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程助理教授喬納森·博瑞克說(shuō)，這項(xiàng)工作很好地延續(xù)了哈佛大學(xué)霍華德·斯通對(duì)液滴的研究。2007年，斯通發(fā)現(xiàn)液滴能夠在具有圖案的表面形成多邊形。新研究的主要貢獻(xiàn)在于擴(kuò)展了液滴的多邊形中具有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)軸的支柱，將有望成為任何可能的幾何結(jié)構(gòu)的通用模型。這種模式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合度較好，在生物芯片或?qū)嶒?yàn)室的單芯片應(yīng)用上將非常有用。
雖然到目前為止該系統(tǒng)被證明只能用清水，但研究人員認(rèn)為，原則上該平臺(tái)適用于幾乎所有液體。下一步他們將對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)并展開(kāi)對(duì)其他液體的測(cè)試。
