像搭積木一樣“壘”液體

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東南大學生物科學與醫學工程學院教授顧忠澤、副研究員杜鑫與合作者開發了一種快速、按需組裝液體裝置的方法，可將液滴像積木一樣連接成小型直立結構。研究者受玩具積木的啟發，開發的這種組合式、可重構的方法可在幾分鐘內構建如電池、小型反應器和現場即時檢測等流體裝置。相關研究2月6日發表于《自然—化學工程》。

傳統基于液體的裝置昂貴且制造費時，依賴于預先設計的固體壁限制液體，經常采用復雜的毛細管結構來精細控制液體行為。這影響了此類裝置的重構能力，尤其在需要即時決策的情況下。

杜鑫、顧忠澤等開發的方法可通過像玩具積木一樣組裝和拆卸液滴來構建液體裝置。這些裝置由二維和三維的幾何形狀組成，以精確定位的液滴作為單元，置于在硅油中培養的柱狀基質中。研究表明相鄰可混合的液體單元會互相連接，而不相溶的液體不混合，形成分離單元。他們用一個3D打印機精確放置液滴單元，在幾分鐘內就能構建出不同幾何形狀和成分的液體裝置。這些結構可以用一種類似特氟龍的紙來拆卸（切割）。

用這一方法，杜鑫和同事展示了構建電池、小型反應器以及一種或可用于醫學診斷的現場即時檢測方法，指出用這一方法構建的結構可以在幾分鐘內完成。

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作者在開展相關研究。研究者供圖

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像搭積木一樣壘液體 研究者供圖

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