Suv insoniyat bog'liq bo'lgan va ko'plab sohalarda qo'llaniladigan tabiiy manbadir. So'nggi yillarda suvning iz miqdorini naqshlash va oqimini nazorat qilish materialshunoslik, kimyo va biomeditsina sohalarida keng e'tiborni tortdi.
"Suvni pichoq bilan kesish"? 1 sentyabr kuni muxbirga Sian Jiaotong universiteti va Shimoli-g'arbiy politexnika universiteti tadqiqot guruhi "suvni lazer bilan kesish" yangi texnologiyasini va ushbu g'oyani amalga oshirish uchun "suv!" yangi fikr beradi.
Lazer bilan kesish "suv keki" turli naqshlardan yasalgan.
Lazer yordamida suvni kesish va qayta ishlashni amalga oshirish
Suvni qanday “o‘zlashtirish” va foydalanishga topshirish qadim zamonlardan beri o‘rganilayotgan mavzu. Tang sulolasi shoiri Li Bayning mashhur she'rida odamlarning ko'z o'ngida suvni kesish aql bovar qilmaydigan narsa: "Suvni ko'proq kesish uchun pichoq torting, qayg'uni yo'qotish uchun kosani ko'taring". Ko'rinib turibdiki, suvni buzuq suyuqlik sifatida an'anaviy usullar bilan plastiklashtirish va kesish qiyin.
Hozirgi vaqtda iz suvining morfologiyasi va oqimini nazorat qilishning asosiy vositasi qattiq kanallarni oldindan qayta ishlashdir. Biroq, suvning tartibsiz tabiati va suyuqligi tufayli suvni aniq ishlov berish hali ham qiyin. Qattiq materiallarni qayta ishlash uchun fototermik effektdan foydalanadigan texnologiya sifatida lazerni kesish suvni kesish va qayta ishlash imkonini beradimi?
Yuqoridagi fikrga asoslanib, Sian Jiaotong universitetining Hayot fanlari va texnologiyalari fakultetidagi professor Li Fey guruhi va Shimoli-g‘arbiy politexnika universitetining fizika fakultetidagi dotsent Li Xiaoguang guruhi lazerdan foydalanish uchun hamkorlik qilishdi. "eng tez pichoq" sifatida tanilgan va suvning suyuqlik va sirt taranglik xususiyatlarini tartibga solish orqali lazerni qayta ishlash texnologiyasini qabul qiladi. Lazerli ishlov berish texnologiyasidan foydalangan holda, jamoa suvning suyuqlik va sirt taranglik xususiyatlarini moslashtirib, "suvni pichoq bilan kesish" ni haqiqatga aylantirish orqali "suvni lazer bilan kesish" g'oyasini amalga oshirdi.
Jamoa dastlab gidrofobik kremniy nanozarralarini suv yuzasini qoplash uchun ishlatib, qalinligi submillimetrga teng bo'lgan "suv keki" ni qurdi, so'ngra "suv keki" ni lazer bilan kesib, "suvni lazer bilan kesish" g'oyasini muvaffaqiyatli amalga oshirdi va " lazerli suv bilan kesish". “Suvni lazer bilan kesish” g‘oyasi muvaffaqiyatli amalga oshirilib, turli “naqshlar” yaratildi.
"Suv keki" nima uchun kesilishi mumkinligini aniqlang
Nima uchun lazer sehrli tarzda suvni kesishi mumkin? Jamoa tadqiqotchilari, "suv keki" ikkita asosiy sababga ko'ra lazer bilan kesilishi mumkin: Birinchidan, 10,6 mikron infraqizil lazer to'lqin uzunligi bo'yicha kremniy nanopartikullarining "suv keki" yuzasi lazer nurlanishidan so'ng, kremniy nanozarralari kuchli singdirishga ega. Lazer nurlanishidan so'ng, silika nanopartikullari suv bug'lanishi uchun issiqlikka aylantirilgan lazer energiyasini o'zlashtiradi; ikkinchidan, mahalliy suv bug'langanda, suv oqimi kremniy nanopartikullari yuzasini qo'shimcha ravishda ochiq suv yuzasini qoplash uchun harakatga keltiradi va shu bilan suvning "shifolash" jarayonini oldini oladi.
Li Fey taqdimotida, jamoa shuningdek, "suv keki" maydonida tajribalar orqali suv hajmini, kesishning maqsadga muvofiqligi bo'yicha "suv keki" qalinligini va "suv keki" qalinligini, ishlov berish aniqligi bo'yicha lazerli skanerlash tezligini o'rgandi. Optimallashtirilgan tajriba parametrlari. "lazerli suv bilan kesish" olindi. Keyinchalik, lazer to'sar tez-tez ishlatiladigan mikrosuyuq chiplarni, shu jumladan o'zaro faoliyat kanallar va dispers kanallarni muvaffaqiyatli qayta ishlash uchun qo'llanildi, bu "lazerli suvni kesish" ning murakkab mikrofluidik tuzilmalarni qayta ishlash qobiliyatini tasdiqladi va mikrosuyuqlik chiplari "lazerli suvni kesish" bilan qayta ishlanganligini aniqladi. kamida 350 mikrometrga yetishi mumkin. “Suvni lazer bilan kesish” usulida qayta ishlangan eng kichik mikrosuyuqlik chipi 350 mikrometr bo‘lishi aniqlangan.
"Lazerli suv bilan kesish" usuli bilan tayyorlangan mikrofluid chiplari ko'plab sohalarda qo'llanilishi mumkin.
Suyuqlik bilan ishlov berish mikrofluidik chiplar va tomchilarning asosiy ilovalaridan biridir. Jamoa tegishli suyuqlik manipulyatsiyasi uchun "lazerli suvni kesish" orqali qayta ishlangan mikrofluidik chiplar va tomchilarni qo'lladi va tayyorlangan o'z-o'zidan qo'llab-quvvatlanadigan mikrofluidik chiplar va tomchilarning suyuqlik bilan ishlov berish funktsiyasini tasdiqladi.
Tadqiqot davomida, "lazer bilan kesilgan suv" qayta ishlangan mikrofluidik chipning ochiqligiga asoslanib, guruh kimyoviy sintezni amalga oshirish uchun "lazer bilan kesilgan suv" bilan ishlangan mikrofluid chipini miniatyuralashtirilgan reaktsiya platformasi sifatida qo'lladi. Masalan, mis-ammiak kompleksi va aminokislotalarning gidratlangan ningidrin bilan sintezi. "Lazer bilan kesilgan suv" bilan qayta ishlangan mikrofluid chiplarining yorug'lik o'tkazuvchanligiga asoslanib, guruh ularni biokimyoviy zondlash uchun mikroreaktorlar va metall ionlari, oqsillar, karbamid va nuklein kislotalar kabi biomarkerlarni aniqlash uchun kolorimetrik aniqlash platformalari sifatida ishlab chiqdi. Nihoyat, qayta ishlangan mikrofluidik chiplar suyuq metallarning elektrokinetik manipulyatsiyasi va naqshli gidrogellarning sintezi uchun naqshli qoliplar sifatida va dori gradientini suyultirish va hujayra madaniyati platformalari sifatida ishlatilgan.
Tadqiqotlar natijasida jamoa innovatsion ravishda suvni lazer bilan kesish orqali qayta ishlash texnikasini taklif qildi, bu suv oqimini bog'lash orqali suvni aniq qayta ishlash muammosini hal qiladi. Lazerli suvni kesish orqali tayyorlangan mikrofluid chiplari kimyo, sog'liqni saqlash, materialshunoslik va biomeditsina kabi keng sohalarda qo'llanilishi mumkinligini ko'rsatadi.
