基于光伏和摩擦电效应协同作用的水性微滴的3D多模态全向路由器

作者

米宇航,淮泽超,李一彤,史立红,王梦彤,高作轩,刘晓虎,张熊,高波,曹学勇,闫静辉,王成,闫文波

摘要

在本文中，我们提出了一种用于水性微滴的 3D 多模态路由器，解决了微滴在自由空间中 3D 传输的持续挑战。我们的策略将LiNbO：Fe基板的光伏效应与超疏水涂层的摩擦电效应相结合。我们证明，当水性微滴在超疏水表面上滚动或伸长时，通过接触带电过程对水性微滴进行正电荷充电，我们可以实现其自由空间传输的受控和静电弹道弹射。利用激光打标系统的超快速和重复激光扫描能力，我们开发了各种 2D/3D 路由模式，利用排斥力或吸引静电力以平行或级联配置偏转或捕获微液滴。我们提出了一种适用于光敏微滴的 3D 路由模式，采用具有适当开/关占空比的异步照明。我们还分别使用环形和线性激光扫描对最初静止和移动的微滴进行 3D 全向路由，从而促进了立交桥配置中连续微滴的运输。我们提出的技术为自由空间微流控开辟了新的可能性，使生化物质的复杂递送成为可能。

图形摘要