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　　精確控制液滴行為是冷卻降溫、防結(jié)冰、微流控等應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵。當前研究主要集中于單一液滴移動行為，此時僅需使液滴的驅(qū)動力大于其移動時受到的固定阻力。調(diào)節(jié)液滴所受驅(qū)動力及阻力的相對大小，實現(xiàn)復(fù)雜的液滴行為，仍然面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

 

　　在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的支持下，中科院化學(xué)研究所綠色印刷重點實驗室宋延林課題組近年來致力于納米綠色印刷技術(shù)的研究和應(yīng)用，在噴墨打印墨滴控制和功能界面操控液滴行為領(lǐng)域取得一系列進展。最近，他們設(shè)計出一種能夠程序化控制的“液滴機器人”，首次實現(xiàn)了液滴的切割、移動、釋放和旋轉(zhuǎn)等復(fù)雜行為。該機器人由磁場控制系統(tǒng)和兩個不銹鋼組成。通過程序化控制磁場分布，可以改變鋼球的位置和球心距，從而動態(tài)調(diào)節(jié)液滴運動時前后端受到的阻力大小，實現(xiàn)液滴的多行為控制。對鋼球進行表面處理，調(diào)節(jié)其表面能，可用于多種類流體系統(tǒng)的操控。比如，在水下控制油滴，在油下控制水滴和水下控制氣泡等。這種液滴控制技術(shù)在化學(xué)分析和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的潛在應(yīng)用前景。

 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Science Advances雜志(Sci. Adv., 2020, 6, eaay5808)，通訊作者是研究員宋延林和博士李會增，第一作者是博士生李安。

 

液滴的多種行為控制