流動的液體也能像搭樂高積木一樣一塊一塊地壘起來了。記者6日從東南大學(xué)獲悉,該校生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授顧忠澤、副研究員杜鑫團(tuán)隊提出一種液體積木理論,構(gòu)建了一種可以編輯液體器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法,通過液滴與液滴之間的排列組合,快速組裝出不同構(gòu)型的液體結(jié)構(gòu)。相關(guān)成果5日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·化學(xué)工程學(xué)》。
液體是流動無形的,基于液體構(gòu)建的功能性器件已經(jīng)滲入人類的生產(chǎn)生活、科學(xué)研究,如醫(yī)學(xué)診斷、生物培養(yǎng)等。
“液體器件構(gòu)建的常規(guī)方法是采用固體容器將流動的液體限定在特定位置。”在論文通訊作者杜鑫看來,傳統(tǒng)的構(gòu)建方法需要提前設(shè)計、制備好所需的固體容器,耗時長且成本高。其所制備出來的液體器件難以根據(jù)實際使用需求進(jìn)行實時更改,無法應(yīng)對實驗優(yōu)化以及突發(fā)情況中對器件靈活性的要求。
能否發(fā)明出一種液體器件,既可以變身為各種不同模樣的液體器件,滿足不同的使用場景;又可以根據(jù)使用者的需求,實時改變器件的結(jié)構(gòu)?
研究團(tuán)隊提出液體積木理念。“為了能將液體積木化,我們設(shè)計出均一化的、3D打印的柱狀陣列。將柱狀陣列浸潤于硅油中,向柱狀陣列中特定位置連續(xù)滴加液滴,就可以快速形成不同構(gòu)型的液體結(jié)構(gòu)。同時,通過對柱狀陣列中的液滴進(jìn)行截斷、移除、再添加,又可以實時、快速地改變液體結(jié)構(gòu)。”論文通訊作者顧忠澤表示,這種液體器件的快速制備與實時重構(gòu)方法,可大幅度提升液體器件相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)、研究效率。
杜鑫補充,“整個過程僅需數(shù)分鐘,基本零花銷,且無技術(shù)門檻。無論是二維還是三維液體結(jié)構(gòu),都可通過該技術(shù)進(jìn)行快速制備。所適用的液體包括離子液體、液態(tài)金屬等多種液體。”
顧忠澤介紹,目前團(tuán)隊正嘗試?yán)靡后w積木理論創(chuàng)建動態(tài)器官芯片,再現(xiàn)生命體生長、發(fā)育過程中的動態(tài)過程。
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