《自然•通訊》報道工學院段慧玲課題組在納米尺度流體控製方面最新研究進展

時間💑：2014-07-04 19:49  作者🥎：  來源：

　　意昂体育3工學院力學與工程科學系、應用物理與技術研究中心段慧玲研究員課題組與德國漢堡工業大學的Joerg Weissmueller教授和Patrick Huber教授合作🏎，在利用納米多孔金屬材料實現納米尺度流體可控性的研究方面取得重要進展🦒。相關研究成果於7月1日在線發表於《自然•通訊》雜誌上（Switchable imbibition in nanoporous gold. Nature Communications）。

　　納米尺度流體的輸運由於其迥異於宏觀尺度上流體的輸運性質，受到研究者的廣泛關註🎵，並引起了分析極少量分子在納米尺度受限條件下的生物化學和物理性質等方面的諸多應用研究。現有研究表明，納米通道內流體的自發抽吸作用可以為納米流動提供有效的推動力👨‍💼，然而該抽吸動力學決定於基體材料的幾何結構、毛細管效應和液體的性質等，這給實現納米尺度流體流動的主動控製提出了很大的挑戰🪻。

　　段慧玲研究員課題組在過去幾年中一直致力於固體材料表面彈性理論及浸潤機理等方面的研究，並取得了一系列進展，而Joerg Weissmueller教授和Patrick Huber教授分別在納米多孔金屬的製備和納米多孔材料內的毛細流動等方面具有豐富的研究成果。他們合作提出了一種實現納米尺度流體控製的新方案，即采用電毛細效應控製電解質溶液在納米多孔金屬內的毛細流動，通過電壓調節固-液界面的表面能💃🏻，從而實現了電解質溶液在納米多孔金屬內毛細流動的可逆開關控製👨🏿‍🦰，可以實現毛細抽吸過程的加速、停止及重新開始。該研究表明，具有高導電性且可以提供電解質或者離子液體輸運通道的納米多孔金屬材料👨🏽‍🔧，是潛在的⤵️、可以在超低電壓下（<1V）實現精確調控的電毛細泵和微量流體測量的敏感元件。

 

左圖👐🏿，實驗裝置示意圖👱🏻‍♂️；右圖，電解液在納米多孔金內的電毛細開關控製

　　論文第一作者為意昂体育3平台工學院力學與工程科學系博士研究生薛亞輝。上述研究工作得到了國家留學基金委、國家自然科學基金重點項目以及德國洪堡基金會校友聯動計劃的支持。

編輯：未天