主動液滴系統被編程為以特定的速度在明確的方向上重復自主移動。庫侖能量通過施加直流電場存儲在帶電納米顆粒-表面活性劑的過飽和界面組件中,并可根據需要釋放。而自發乳化會通過過飽和組件硬度的增加而被抑制。近日,來自伯克利勞倫斯伯克利國家實驗室材料科學部的Thomas P. Russell研究發現快速去除電場會在推動液滴的爆炸事件中釋放儲存的能量,數千個帶電的微滴會從母液滴的表面以彈道方式噴出。通過界面組件的對稱性破壞使噴射具有方向性,微滴羽流在液滴一側的組合相互作用力將液滴距離推高至其大小的幾十倍,使液滴變得活躍。
文章要點:
1) 該研究證實,推進是自主的、可重復的,對納米顆粒的化學成分不可知,并且,納米顆粒組件中的對稱性破壞控制著微滴的推進速度和方向;
2) 此外,這種液滴推進機制將推動軟微機器人技術的發展,建立一種新型的活性物質,并引入用于分區輸送的新型載體。
參考資料:
T. P. Russell, A. K. Omar. et al. Self-Propulsion by Directed Explosive Emulsification. Advanced Materials, 2024.
10.1002/adma.202310435
https://doi.org/10.1002/adma.202310435