L-ilma huwa riżors naturali li fuqu tiddependi l-umanità u jintuża f’ħafna oqsma. F'dawn l-aħħar snin, il-mudell u l-kontroll tal-fluss ta 'traċċi ta' ilma ġibdu attenzjoni mifruxa fl-oqsma tax-xjenza tal-materjali, il-kimika u l-bijomediċina.
"Qtugħ l-ilma b'sikkina"? Settembru 1, ir-reporter kien infurmat li l-Università Xi'an Jiaotong u Northwestern Polytechnical University tim ta 'riċerka kkollaboraw biex tressaq il-"laser maqtugħa ilma" teknoloġija ġdida, u r-realizzazzjoni ta' din l-idea, għall-"ilma! "L-applikazzjoni ta 'ilma jipprovdi idea ġdida.
Qtugħ bil-lejżer "kejk tal-ilma" magħmul minn diversi mudelli.
Realizzazzjoni ta 'qtugħ u pproċessar ta' ilma bil-laser
Kif "tame" l-ilma u tużah kien suġġett ta 'studju minn żminijiet antiki. Qtugħ ta 'l-ilma, f'għajnejn in-nies hija ħaġa inkredibbli, bħala l-poeżija famuża tal-poeta tad-Dynasty Tang Li Bai: "Tpinġija ta' sikkina biex tnaqqas l-ilma aktar ilma, għolli tazza biex tneħħi d-dwejjaq aktar imdejjaq." Kif rifless fi, l-ilma, bħala fluwidu b'diżordni, huwa diffiċli li jiġi plastifikat u maqtugħ b'metodi tradizzjonali.
Illum il-ġurnata, il-mezz ewlieni ta 'kontroll tal-morfoloġija u l-fluss ta' ilma ta 'traċċa huwa li tipproċessa minn qabel kanali solidi. Madankollu, minħabba n-natura diżordinata u l-fluwidità tal-ilma, il-magni preċiżi tal-ilma għadhom ta 'sfida. Jista 'qtugħ bil-lejżer, bħala teknoloġija li tutilizza l-effett fototermali biex tipproċessa materjali solidi, tippermetti l-qtugħ u l-ipproċessar tal-ilma?
Ibbażat fuq l-idea ta 'hawn fuq, il-grupp tal-Prof Li Fei fl-Iskola tax-Xjenzi u t-Teknoloġija tal-Ħajja tal-Università ta' Xi'an Jiaotong u l-grupp tal-Profess Assoċjat Li Xiaoguang fl-Iskola tal-Fiżika tal-Università Politeknika tal-Majjistral ikkollaboraw biex jisfruttaw il-laser, li huwa magħrufa bħala l-"sikkina mgħaġġla", u tadotta teknoloġija tal-ipproċessar tal-lejżer billi tirregola l-fluwidità u l-proprjetajiet tat-tensjoni tal-wiċċ tal-ilma. Bl-użu tat-teknoloġija tal-ipproċessar tal-lejżer, it-tim induna l-idea ta '"ilma tal-qtugħ bil-lejżer" billi aġġusta l-propjetajiet tal-fluwidità u t-tensjoni tal-wiċċ tal-ilma, u dawwar "l-ilma tal-qtugħ b'sikkina" f'realtà.
It-tim l-ewwel uża nanopartiċelli tas-silika idrofobika biex jiksi l-wiċċ ta 'l-ilma, jibni "kejk ta' l-ilma" bi ħxuna ta 'submillimetru, u mbagħad jaqta' l-"kejk ta 'l-ilma" b'lejżer, jirrealizza b'suċċess l-idea ta' "qtugħ ta 'l-ilma bil-lejżer" u " qtugħ tal-ilma bil-lejżer". L-idea ta '"ilma tal-qtugħ bil-lejżer" ġiet realizzata b'suċċess, u nħolqu varjetà ta' "mudelli".
Intraċċa r-raġuni għaliex "kejk tal-ilma" jista 'jinqata'
Għaliex il-laser jista 'maġikament jaqta' l-ilma? Riċerkaturi tat-tim, "kejk tal-ilma" jista 'jinqata' bil-lejżer għal żewġ raġunijiet ewlenin: L-ewwel, il-wiċċ "kejk tal-ilma" tan-nanopartiċelli tas-silika fuq il-wavelength ta '10.6 mikron ta' laser infra-aħmar għandu assorbiment qawwi, wara irradjazzjoni bil-lejżer, nanopartiċelli tas-silika Wara l-irradjazzjoni bil-lejżer, in-nanopartiċelli tas-silika jassorbu l-enerġija tal-lejżer maqluba għal sħana għall-vaporizzazzjoni tal-ilma; it-tieni, meta l-ilma lokali jiġi vaporizzat, il-fluss tal-ilma se jmexxi l-wiċċ tan-nanopartiċelli tas-silika biex ikopri aktar il-wiċċ tal-ilma espost, u b'hekk jipprevjeni l-proċess ta '"fejqan" tal-ilma.
Li Fei introduzzjoni, it-tim esplorat ukoll il-volum ta 'l-ilma permezz ta' esperimenti fuq iż-żona "kejk ta 'l-ilma", ħxuna ta' "kejk ta 'l-ilma" fuq il-fattibilità ta' qtugħ u ħxuna ta '"kejk ta' l-ilma", veloċità ta 'skannjar bil-lejżer fuq l-eżattezza ta' l-ipproċessar Il-parametri sperimentali ottimizzati ta ' "qtugħ tal-ilma bil-lejżer" ġew miksuba. Sussegwentement, il-laser cutter ġie applikat biex jipproċessa b'suċċess ċipep mikrofluwidi użati komunement, inklużi kanali inkroċjati u kanali mxerrda, li tikkonferma l-abbiltà ta '"qtugħ tal-ilma bil-lejżer" biex tipproċessa strutturi mikrofluwidi kumplessi, u tiddetermina li ċ-ċipep mikrofluwidi pproċessati minn "qtugħ tal-ilma bil-lejżer" jista 'jilħaq 350 mikrometru bħala minimu. Ġie determinat li l-iżgħar ċippa mikrofluwidika pproċessata minn "qtugħ tal-ilma bil-lejżer" tista 'tkun ta' 350 mikrometru.
Iċ-ċipep mikrofluwidi ppreparati permezz ta '"laser water-slicing" jistgħu jiġu applikati f'ħafna oqsma.
Il-manipulazzjoni tal-fluwidu hija waħda mill-applikazzjonijiet ewlenin taċ-ċipep u l-qtar mikrofluwidiċi. It-tim applika ċ-ċipep u l-qtar mikrofluwidi pproċessati permezz ta '"tqattigħ tal-ilma bil-lejżer" għal manipulazzjoni ta' fluwidu rilevanti, u kkonferma l-funzjoni ta 'manipulazzjoni tal-fluwidu taċ-ċipep u qtar microfluidic ippreparati appoġġjati waħedhom.
Fil-kors tar-riċerka, ibbażata fuq il-ftuħ taċ-ċippa mikrofluidika pproċessata "ilma maqtugħ bil-lejżer", it-tim applika ċ-ċippa mikrofluwidika pproċessata "ilma maqtugħ bil-lejżer" bħala pjattaforma ta 'reazzjoni minjaturizzata biex tirrealizza sinteżi kimika. Pereżempju, kumplessazzjoni tar-ram-ammonja u sinteżi ta 'aċidi amminiċi b'ninhydrin idratat. Ibbażat fuq it-trażmissjoni tad-dawl taċ-ċipep mikrofluwidi pproċessati "ilma maqtugħ bil-lejżer", it-tim żviluppahom bħala mikroreatturi għal pjattaformi ta 'sensing bijokimiku u skoperta kolorimetrika għall-iskoperta ta' bijomarkaturi bħal joni tal-metall, proteini, urea u aċidi nuklejċi. Fl-aħħarnett, iċ-ċipep mikrofluwidi pproċessati ntużaw bħala forom imfassla għall-manipulazzjoni elettrokinetika ta 'metalli likwidi u sinteżi ta' idroġels disinji, u bħala dilwizzjoni tal-gradjent tad-droga u pjattaformi tal-kultura taċ-ċelluli.
Permezz tar-riċerka, it-tim ippropona b'mod innovattiv teknika għall-ipproċessar tal-ilma bil-qtugħ bil-lejżer, li ssolvi l-isfida tal-ipproċessar tal-ilma b'mod preċiż billi torbot il-fluss tal-ilma. Ċipep mikrofluwidi ppreparati bl-ilma li jaqta 'l-lejżer juru potenzjal għal applikazzjonijiet f'firxa wiesgħa ta' oqsma, inklużi l-kimika, is-saħħa, ix-xjenza tal-materjali u l-bijomediċina.
