Wasser ist eine natürliche Ressource auf welche Menschheit hängt und wird verwendet in vielen Bereichen. In kürzliche Jahre, die Muster und Strömung Kontrolle von Spuren Mengen von Wasser hat angezogen weit verbreitet Aufmerksamkeit in den Bereichen von Materialien Wissenschaft, Chemie, und Biomedizin.
"Schneiden Wasser mit ein Messer"? September 1, der Reporter war informiert das der Xi'an Jiaotong Universität und Nordwest Polytechnische Universität Forschung Team Mitarbeitende zu Setzen Voranbringen der "Laser Schnitt Wasser" neue Technologie, und die Verwirklichung von dieser Idee, für das "Wasser! "Die Anwendung von Wasser bietet eine neue Idee.
Laser Schneiden "Wasser Kuchen" gemacht aus verschiedene Muster.
Realisierung von Schneiden und Bearbeitung von Wasser durch Laser
Wie zu "zähmen" Wasser und setzen es zu verwenden war ein Thema von Studium seit uralten Zeiten. Schneiden Wasser, in Menschen's Augen ist ein unglaubliches Ding, als die Tang Dynastie Dichter Li Bai's berühmt Gedicht: "Zeichnung ein Messer zu abschneiden das Wasser mehr Wasser, heben eine Tasse zu zerstreuen die Traurigkeit mehr traurig." As reflektiert in, Wasser, als ein Flüssigkeit mit Unordnung, ist schwierig zu sein plastifiziert und schneiden durch traditionelle Methoden.
Heutzutage, die Haupt Mittel von Kontrolle die Morphologie und Strömung von Spur Wasser ist zu Vorprozess Festkörper Kanäle. Allerdings, zu die Ungeordnete Natur und Fluidität von Wasser, präzise Bearbeitung von Wasser ist noch herausfordernd. Kann Laser Schneiden, als eine Technologie die nutzt die photothermische Wirkung zu Prozess feste Materialien, ermöglicht das Schneiden und Verarbeitung von Wasser?
Based on the above idea, Prof. Li Fei's group at the School of Life Sciences and Technology of Xi'an Jiaotong University and Associate Prof. Li Xiaoguang's group at the School of Physics of Northwestern Polytechnical University have collaborate to harness the laser, which is known as the "quickeste knife", and adopt laser processing technology by regulation the fluidity and surface tension properties of water. Mit Laser Bearbeitung Technologie, das Team realisiert die Idee von "Laser Schneiden Wasser" durch Anpassung die Fluidität und Oberfläche Spannung Eigenschaften von Wasser, Drehen "Schneiden Wasser mit einem Messer" in eine Realität.
Die Mannschaft erste verwendete hydrophobe Kieselsäure Nanopartikel zu Beschichtung die Oberfläche von Wasser, Konstruktion a "Wasser Kuchen" mit einer Dicke von Submillimeter, und dann Schnitt der "Wasser Kuchen" mit einem Laser, erfolgreich realisieren die Idee von "Laser Wasser Schneiden" und "Laser Wasser Schneiden". Die Idee von "Laser Schneiden Wasser" war erfolgreich realisiert, und eine Sorte von "Mustern" wurden geschaffen.
Spur der Grund Warum "Wasser Kuchen" kann sein schneiden
Warum kann der Laser magisch schneiden Wasser? Team Forscher, "Wasser Kuchen" kann sein schneiden von dem Laser für zwei Hauptgründe 3a Erste, die "Wasser Kuchen" Oberfläche von der Kieselsäure Nanopartikel auf der Wellenlänge von 10. 6 Mikrometer von Infrarot Laser hat eine starke Absorption, nach Laser Bestrahlung, Kieselsäure Nanopartikel Nach Laser Bestrahlung, Kieselsäure Nanopartikel absorbieren Laser Energie umgewandelt zu Wärme für Wasser Verdampfung; Sekunde, wenn das lokale Wasser ist verdampft, der Fluss von Wasser wird antreiben die Oberfläche von der Kieselsäure Nanopartikel zu weitere Abdeckung die freigelegte Wasser Oberfläche, somit verhindern das Wasser "Heilung" Prozess.
Li Fei Einführung, das Team auch erforscht das Volumen von Wasser durch Experimente auf das "Wasser Kuchen" Bereich, "Wasser Kuchen" Dicke auf die Machbarkeit von Schneiden und "Wasser Kuchen" Dicke, Laser Scannen Geschwindigkeit an Verarbeitung Genauigkeit Die optimierten experimentellen Parameter von "Laser Wasser Schneiden" wurden erhalten. Anschließend, der Laser Schneider wurde angewendet zu erfolgreich Prozess häufig verwendet Mikrofluidik Chips, einschließlich Kreuz Kanäle und dispergiert Kanäle, Bestätigung die Fähigkeit von "Laser Wasser Schneiden" zu Prozess komplex mikrofluidisch Strukturen, und bestimmen dass die Mikrofluidik Chips verarbeitet von "Laser Wasser Schneiden" kann erreichen 350 Mikrometer bei Minimum. Es ist war bestimmt dass der kleinste Mikrofluidik Chip verarbeitet von % 22Laser Wasser Schneiden% 22 kann sein 350 Mikrometer.
Die Mikrofluidik Chips vorbereitet von "Laser Wasserschneiden" kann werden angewendet in vielen Feldern.
Flüssigkeit Manipulation ist eine der Hauptanwendungen von Mikrofluidik Chips und Tröpfchen. Die Mannschaft angewandt die Mikrofluidik Chips und Tröpfchen verarbeitet von "Laser Wasser Schneiden" für relevante Flüssigkeit Manipulation, und bestätigt die Flüssigkeit Manipulation Funktion der vorbereiteten selbsttragenden Mikrofluidik Chips und Tröpfchen.
In the course of the research, based on the openness of the "laser-cut water" processed microfluidic chip, the team applied the "laser-cut water" processed microfluidic chip as a miniaturized reaction platform to realize chemical synthesis. For example, copper-ammonia complexation and synthesis of amino acids with hydrated ninhydrin. Based on the light transmittance of the "laser-cut water" processed microfluidic chips, the team developed them as microreactors for biochemical sensing and colorimetric detection platforms for the detection of biomarkers such as metal ions, proteins, urea and nucleic acids. Finally, the processed microfluidic chips were used as patterned molds for electrokinetic manipulation of liquid metals and synthesis of patterned hydrogels, and as drug gradient dilution and cell culture platforms.
Through the research, the team innovatively proposed a technique for processing water by laser cutting, which solves the challenge of precisely processing water by binding the flow of water. Microfluidic chips prepared by laser-cutting water show potential for applications in a wide range of fields, including chemistry, health, materials science and biomedicine.
