7月9日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院智能醫(yī)用材料與器械研究中心研究員杜學(xué)敏團(tuán)隊(duì)與香港城市大學(xué)教授王鉆開團(tuán)隊(duì)合作，在光誘導(dǎo)帶電潤(rùn)滑表面及其生物應(yīng)用方面取得重要進(jìn)展。該研究以Light-induced charged slippery surfaces為題，發(fā)表在Science Advances上，報(bào)道了一種基于智能高分子材料的新型潤(rùn)滑表面（light-induced charged slippery surface，LICS）。LICS利用光熱誘導(dǎo)表面電荷高效、持續(xù)、穩(wěn)定再生特性，可有效消除潤(rùn)滑層對(duì)表面電荷的屏蔽效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)開放體系下對(duì)液滴的快速、遠(yuǎn)距離、反重力、群體精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)封閉體系下凝血檢測(cè)、原位細(xì)胞刺激與細(xì)胞響應(yīng)監(jiān)測(cè)等生物應(yīng)用。

　　表面無(wú)處不在，為生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)的質(zhì)量與能量交換提供了獨(dú)特的界面。兩種典型的界面材料——潤(rùn)滑表面與超疏表面，在自清潔、液滴冷凝、防冰與防污等領(lǐng)域取得進(jìn)展。與超疏表面不同，潤(rùn)滑表面通過(guò)潤(rùn)滑層的設(shè)計(jì)以取代超疏表面的微氣孔，便引入如自愈合、防冰、防揮發(fā)等新功能。然而，潤(rùn)滑層的引入同樣帶來(lái)新問(wèn)題：潤(rùn)滑層的存在導(dǎo)致固體表面的結(jié)構(gòu)梯度或電荷梯度被屏蔽，使通過(guò)表面梯度操控液體面臨挑戰(zhàn)；潤(rùn)滑層的存在也使通過(guò)外場(chǎng)主動(dòng)操控液體變得困難。這制約了潤(rùn)滑表面的液滴操控及其實(shí)際應(yīng)用。

鑒于此，科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種基于智能高分子材料的新型潤(rùn)滑表面——LICS，通過(guò)智能高分子材料的光熱誘導(dǎo)表面電荷高效、持續(xù)、穩(wěn)定再生能力，可有效消除潤(rùn)滑層對(duì)表面電荷的屏蔽效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)液滴高速、長(zhǎng)距離、反重力、簡(jiǎn)單液體到復(fù)雜液體、單個(gè)到多個(gè)液滴、微觀到宏觀尺度液滴、平面到曲面基底、開放到封閉體系的精準(zhǔn)操控，并可進(jìn)一步拓展到診斷與分析等生物應(yīng)用。

LICS的高可靠性與穩(wěn)定性及獨(dú)特功能，既實(shí)現(xiàn)了開發(fā)體系下液滴的高效操控，又實(shí)現(xiàn)了密閉的微流控芯片內(nèi)液滴的無(wú)泵、遠(yuǎn)程、防揮發(fā)、防污染操控和生物應(yīng)用；LICS的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)與便攜式操作和獨(dú)特功能，有望為下一代界面材料和微流體開辟新途徑，并為化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用帶來(lái)全新可能。

研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、廣東省區(qū)域聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目與深圳市基礎(chǔ)研究學(xué)科布局等的支持。

論文鏈接

圖1.LICS設(shè)計(jì)及液滴操控效果

圖2.無(wú)泵LICS微流控芯片內(nèi)液滴的光操控生物診斷與分析應(yīng)用

來(lái)源：中科院