Voda je prírodný zdroj, od ktorého závisí ľudstvo a využíva sa v mnohých oblastiach. V posledných rokoch pritiahlo vzorovanie a riadenie prietoku stopových množstiev vody širokú pozornosť v oblasti vedy o materiáloch, chémie a biomedicíny.
"rezanie vody nožom"? 1. septembra bol reportér informovaný, že výskumný tím Xi'an Jiaotong University a Northwestern Polytechnical University spolupracovali na predložení novej technológie "laserom rezanej vody" a na realizácii tejto myšlienky pre "vodu! "Aplikáciu vody prináša nový nápad.
Laserom vyrezávaný "vodný koláč" vyrobený z rôznych vzorov.
Realizácia rezania a spracovania vody laserom
Ako „skrotiť“ vodu a využiť ju bolo predmetom skúmania už od staroveku. Rezanie vody v očiach ľudí je neuveriteľná vec, ako je slávna báseň básnika dynastie Tang Li Bai: "Natiahnutím noža odrežte vodu viac vody, zdvihnite pohár, aby ste rozptýlili smútok smutnejší." Ako sa odráža v, vodu ako tekutinu s poruchami je ťažké plastifikovať a rezať tradičnými metódami.
V súčasnosti je hlavným prostriedkom kontroly morfológie a prietoku stopovej vody predbežné spracovanie pevných kanálov. Vzhľadom na neusporiadaný charakter a tekutosť vody je však presné opracovanie vody stále náročné. Môže rezanie laserom, ako technológia využívajúca fototermálny efekt na spracovanie pevných materiálov, umožniť rezanie a spracovanie vody?
Na základe vyššie uvedenej myšlienky skupina profesora Li Fei na School of Life Sciences and Technology Univerzity Xi'an Jiaotong a skupina Associate Pro. Li Xiaoguang na School of Physics Northwestern Polytechnical University spolupracovali na využití lasera, ktorý je známy ako „najrýchlejší nôž“ a využíva technológiu laserového spracovania reguláciou tekutosti a vlastností povrchového napätia vody. Pomocou technológie laserového spracovania tím realizoval myšlienku „laserového rezania vody“ úpravou vlastností tekutosti a povrchového napätia vody, čím sa „rezanie vody nožom“ zmenilo na realitu.
Tím najprv použil hydrofóbne nanočastice oxidu kremičitého na potiahnutie povrchu vody, skonštruoval „vodný koláč“ s hrúbkou submilimetrov a potom „vodný koláč“ rozrezal laserom, čím sa úspešne zrealizovala myšlienka „rezania vodou laserom“ a „ laserové rezanie vodou“. Myšlienka „laserového rezania vody“ bola úspešne zrealizovaná a vznikli rôzne „vzorce“.
Sledujte dôvod, prečo je možné krájať „vodný koláč“.
Prečo môže laser magicky rezať vodu? Tím výskumníkov, "vodný koláč" môže byť rezaný laserom z dvoch hlavných dôvodov: Po prvé, povrch "vodného koláča" nanočastíc oxidu kremičitého na vlnovej dĺžke 10,6 mikrónov infračerveného lasera má silnú absorpciu, po ožiarení laserom nanočastice oxidu kremičitého. Po ožiarení laserom absorbujú nanočastice oxidu kremičitého laserovú energiu premenenú na teplo na odparovanie vody; po druhé, keď sa miestna voda vyparí, prúd vody poháňa povrch nanočastíc oxidu kremičitého, aby ďalej pokryl exponovaný vodný povrch, čím sa zabráni procesu „hojenia“ vody.
Li Fei úvod, tím tiež skúmal objem vody prostredníctvom experimentov v oblasti „vodného koláča“, hrúbky „vodného koláča“ na uskutočniteľnosti rezania a hrúbky „vodného koláča“, rýchlosti laserového skenovania na presnosti spracovania Optimalizované experimentálne parametre "laserové rezanie vodou". Následne bola laserová rezačka aplikovaná na úspešné spracovanie bežne používaných mikrofluidných čipov vrátane krížových kanálov a rozptýlených kanálov, čím sa potvrdila schopnosť "rezania laserovou vodou" spracovať zložité mikrofluidné štruktúry a určilo sa, že mikrofluidné čipy sú spracované "rezaním laserovou vodou" môže dosiahnuť minimálne 350 mikrometrov. Zistilo sa, že najmenší mikrofluidný čip spracovaný „rezaním laserovou vodou“ môže mať 350 mikrometrov.
Mikrofluidné čipy pripravené "laserovým vodným krájaním" možno použiť v mnohých oblastiach.
Manipulácia s tekutinou je jednou z hlavných aplikácií mikrofluidných čipov a kvapiek. Tím použil mikrofluidné čipy a kvapôčky spracované "laserovým krájaním vody" na relevantnú manipuláciu s tekutinou a potvrdil funkciu manipulácie s tekutinou pripravených samonosných mikrofluidných čipov a kvapiek.
V priebehu výskumu, na základe otvorenosti mikrofluidného čipu spracovaného „laserom rezanou vodou“, tím použil mikrofluidný čip spracovaný „laserom rezanou vodou“ ako miniaturizovanú reakčnú platformu na realizáciu chemickej syntézy. Napríklad komplexácia meď-amoniak a syntéza aminokyselín s hydratovaným ninhydrínom. Na základe priepustnosti svetla mikrofluidných čipov spracovaných „laserom rezanou vodou“ ich tím vyvinul ako mikroreaktory na biochemické snímanie a kolorimetrické detekčné platformy na detekciu biomarkerov, ako sú kovové ióny, proteíny, močovina a nukleové kyseliny. Nakoniec sa spracované mikrofluidné čipy použili ako vzorované formy na elektrokinetickú manipuláciu s tekutými kovmi a syntézu vzorovaných hydrogélov a ako platformy na riedenie s gradientom liečiva a na kultiváciu buniek.
Prostredníctvom výskumu tím inovatívne navrhol techniku spracovania vody laserovým rezaním, ktorá rieši problém presného spracovania vody viazaním toku vody. Mikrofluidné čipy pripravené laserovým rezaním vodou vykazujú potenciál pre aplikácie v širokom spektre oblastí vrátane chémie, zdravotníctva, materiálovej vedy a biomedicíny.
