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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
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宋延林課題組在圖案化浸潤性調(diào)控液滴振動行為方面取得新進(jìn)展
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宋延林課題組在圖案化浸潤性調(diào)控液滴振動行為方面取得新進(jìn)展 發(fā)布時間：2024-06-11【字體： 大 中 小 】【打印】 【關(guān)閉】 液體動態(tài)行為操縱在防結(jié)冰、液體輸運(yùn)、微流控等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。利用異質(zhì)浸潤性表面可以精確調(diào)控液體表界面作用力，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動態(tài)行為的控制。 在科技部、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院和化學(xué)研究所的支持下，綠色印刷院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋延林課題組近年來系統(tǒng)研究了異質(zhì)浸潤性表面對液滴動態(tài)行為的調(diào)控規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了液體復(fù)雜行為的精確操縱（Nat. Commun. 2019, 10, 950; Sci. Adv. 2020, 6, eaay5808；Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 10535-10539；Sci. Adv. 2021, 7, abh1992; Nat. Commun. 2021, 12, 6899; PNAS 2022, 119, e2201665119; Nat. Commun. 2023, 14, 2646）。 近期，該課題組在通過圖案化浸潤性調(diào)控液滴振動行為方面取得新進(jìn)展。振動轉(zhuǎn)換廣泛應(yīng)用于能量收集、信號傳輸和微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動或能量的非對稱轉(zhuǎn)換通常使用超材料機(jī)器人或不對稱微納結(jié)構(gòu)，需要持續(xù)的能量輸入，制備復(fù)雜，且輸出模式有限。研究人員探索了利用浸潤性圖案化基底調(diào)控液滴振動行為的方法，實(shí)現(xiàn)了對特定振動的對稱/非對稱轉(zhuǎn)換和多模式響應(yīng)。當(dāng)基底水平振動時，液滴的振動行為受到浸潤性圖案對稱性的調(diào)控，可以表現(xiàn)出對稱或非對稱的振動轉(zhuǎn)換。利用圖案陣列調(diào)控液滴陣列行為，形成基于液滴的機(jī)械轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，可以在輸入振動固定的情況下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基板的三維多模式驅(qū)動，包括沿x軸、y軸、z軸的平動和繞x軸、y軸、z軸的轉(zhuǎn)動。在此基礎(chǔ)上，他們展示了液滴機(jī)械轉(zhuǎn)換器在抗震設(shè)計、物體定向輸運(yùn)和激光調(diào)制中的應(yīng)用。 相關(guān)研究成果近期發(fā)表于Nature Communications期刊（Nat. Commun., 2024,15, 4225,https://doi.org/10.1038/s41467-024-48538-0），文章第一作者是博士生薛鑾欒和博士后李安，通訊作者是宋延林研究員和李會增副研究員。 圖1 液滴表現(xiàn)出不同于剛體和水凝膠的振動行為，能在浸潤性圖案的調(diào)控下將對稱的振動輸入轉(zhuǎn)化為不對稱的振動輸出 圖2 基于液滴的機(jī)械轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)可以將固定的輸入振動轉(zhuǎn)化為三維多模式振動輸出，包括沿x軸、y軸、z軸的平動和繞x軸、y軸、z軸的轉(zhuǎn)動 綠色印刷院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2024年6月11日 |
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