【中国科学报】新型“机器人”实现液滴多行为操纵 从冷却降温、防结冰到...

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——中国科学院办院方针

1949年，伴随着新中国的诞生，中国科学院成立。

作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心，建院以来，中国科学院时刻牢记使命，与科学共进，与祖国同行，以国家富强、人民幸福为己任，人才辈出，硕果累累，为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。

科技成果转移转化亮点工作

中国科学报 甘晓 李丹

近日，中国科学院化学研究所（以下简称中科院化学所）宋延林课题组在《科学进展》上发表一项最新研究成果。研究人员通过磁场控制两个钢珠，首次实现了对液滴切割、移动、释放和旋转等多种动态行为的控制。这一系统被命名为“液滴机器人”，其在化学反应自动化方面的潜力被看好。

当前，液滴控制在日常生活和工业生产中具有重要应用。从冷却降温、防结冰到微流控和水收集，都离不开对液滴行为的精确控制。然而，目前大部分研究仅能实现简单的液滴移动行为，难以满足实际应用中的复杂需求。

实验中，研究人员还对液滴多行为控制的机理进行了分析。他们认为，液滴移动时的阻力主要来自两个钢珠的前端三相线和后端三相线，钢珠中心距的改变导致这两部分的阻力发生了变化。

当中心距适当时，前后方阻力相匹配，液滴能够被钢珠拖动，使液滴发生移动行为。此外，调节磁场还能转动钢珠，实现液滴的旋转行为。

除了在空气中操控水滴，研究人员还将这种方法拓展到不同体系。对钢珠进行超亲水处理之后，不仅能够在空气中操控水滴，还能够在油下操控水滴。而经过超疏水处理的钢珠，则可以在水下操控油滴和气泡。这种操控方法还可以在复杂表面和受限空间中使用，例如竖直的表面和半封闭的管道等。

研究人员指出，这种液滴操控方法可用于自动化的化学反应。同时，该方法还能收集固体颗粒、从管道中清除杂质，在临床医学领域也具有潜在应用。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aay5808

（原载于《中国科学报》 第1版 要闻)

近日，中国科学院化学研究所（以下简称中科院化学所）宋延林课题组在《科学进展》上发表一项最新研究成果。研究人员通过磁场控制两个钢珠，首次实现了对液滴切割、移动、释放和旋转等多种动态行为的控制。这一系统被命名为“液滴机器人”，其在化学反应自动化方面的潜力被看好。

当前，液滴控制在日常生活和工业生产中具有重要应用。从冷却降温、防结冰到微流控和水收集，都离不开对液滴行为的精确控制。然而，目前大部分研究仅能实现简单的液滴移动行为，难以满足实际应用中的复杂需求。

实验中，研究人员还对液滴多行为控制的机理进行了分析。他们认为，液滴移动时的阻力主要来自两个钢珠的前端三相线和后端三相线，钢珠中心距的改变导致这两部分的阻力发生了变化。

当中心距适当时，前后方阻力相匹配，液滴能够被钢珠拖动，使液滴发生移动行为。此外，调节磁场还能转动钢珠，实现液滴的旋转行为。

除了在空气中操控水滴，研究人员还将这种方法拓展到不同体系。对钢珠进行超亲水处理之后，不仅能够在空气中操控水滴，还能够在油下操控水滴。而经过超疏水处理的钢珠，则可以在水下操控油滴和气泡。这种操控方法还可以在复杂表面和受限空间中使用，例如竖直的表面和半封闭的管道等。

研究人员指出，这种液滴操控方法可用于自动化的化学反应。同时，该方法还能收集固体颗粒、从管道中清除杂质，在临床医学领域也具有潜在应用。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aay5808

（原载于《中国科学报》 第1版 要闻)

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