第一作者：Jia Li
通訊作者：Chang-Jin ‘CJ’ Kim
通訊單位：加州大學洛杉磯分校
數字微流控是一種利用電信號操縱液滴在基底上的行為，被廣泛應用于光學、熱學、電學以及生物醫藥等領域，并在液體透鏡和診斷試劑盒領域實現了商業化。這種電驅動主要是通過電潤濕實現，在電壓的作用下，液滴吸附在導電基底上并發生運動。
電潤濕通過在液體和固體之間施加電壓，來改變液體和固體之間的表面張力，1993年，Berge引入介電層，以避免發生電解作用，該技術被稱為介質上的電潤濕（electrowetting-on-dielectric，EWOD）。也就是說，為了實現強有力的電學驅動，導電基底上往往需要覆蓋一層絕緣層，然后再覆蓋一層疏水層。
問題在于，這樣就不可避免地要增加驅動電壓到100V左右，從而導致可靠性降低、靜電、生物污垢等一系列困擾。
有鑒于此，加州大學洛杉磯分校Chang-Jin ‘CJ’ Kim等人提出了一種全新的電潤濕機制，可以使驅動電壓降低一個數量級，最低可達到2.5V左右，液體透鏡和診斷試劑盒或將迎來變革！
圖丨Nature
研究人員采用親水的導電基底，不需要額外的覆蓋層，利用電信號使液滴去濕潤，而并非傳統的濕潤。在這種電去濕潤機理中，液滴和基底之間的相互作用并不直接受電場控制，而是受場誘導的離子型表面活性劑的吸附和脫附驅動。
在空氣條件下，通過水在摻雜的硅表面的實驗表明，這種驅動機理適用于所有基礎的數字微流體操作，驅動電壓僅僅需要±2.5 V左右，離子型表面活性劑為0.015倍的臨界膠束濃度。除此之外，這套系統適用于大多數常規緩沖液和有機溶劑。
總之，這項研究獨辟蹊徑，為實現簡便可靠的微流控平臺提供了廣闊的思路。
參考文獻：
JiaLi, Chang-Jin ‘CJ’ Kim et al. Ionic-surfactant-mediated electro-dewetting fordigital microfluidics. Nature 2019, 572, 507-510.
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1491-x#Bib1
