南開大學(xué)劉遵峰教授 Nat. Commun.：用于微流體傳感、操控的螺旋中空纖維
2022-03-19 來源：高分子科技
微流體操縱系統(tǒng)可精確地將少量液體輸送到目標(biāo)位置進行傳感或分析，被輸送的流體被精確地感知和控制(包括體積、溫度和濃度)。然而，因為傳統(tǒng)的傳感器無法適應(yīng)微流體裝置中狹小的空間，所以難以獲得空心纖維中少量快速流動流體的實時數(shù)據(jù)。同時，由于流體的快速流動，快速傳感和驅(qū)動并不容易實現(xiàn)。
圖1:用于微流體操縱的中空纖維驅(qū)動器
圖2:扭轉(zhuǎn)PEHF580-990驅(qū)動器的驅(qū)動性能
圖3:流體驅(qū)動的同手性中空纖維驅(qū)動器的驅(qū)動性能
圖4:PEHF580-990驅(qū)動器的微流體傳感和操作
該工作是劉遵峰教授團隊近期在柔性智能驅(qū)動器和傳感器領(lǐng)域的最新進展之一。在過去的幾年中，為了應(yīng)對溫室效應(yīng)，提高制冷效率節(jié)省電能，團隊還提出了一種柔性制冷新策略——“扭熱制冷”，該策略的卡諾效率可以達到67%，遠高于現(xiàn)有技術(shù)（ Science, 11 Oct 2019: Vol. 366, Issue 6462, pp. 216-221）。團隊為了擴寬柔性智能設(shè)備的應(yīng)用場景，還研發(fā)出了可用作人工肌肉的超彈性導(dǎo)電纖維（Science, 2015, 349(6246): 400~404）；能夠耐高溫和化學(xué)攻擊的蝦殼結(jié)構(gòu)仿生驅(qū)動器（Adv. Mater.,2021,2104558）；超強韌能用于高空緩降，并能在濕氣下發(fā)生超收縮現(xiàn)象的人造蜘蛛絲（Nat. Comm., (2019) 10:5293）；集體感、負重和多地形爬行等功能于一體的軟體爬行機器人（Mater. Horiz., 2021,8, 1783-1794）；可以感知濕度自動伸縮的智能頭發(fā)人工肌肉（Mater. Horiz., 2021,8, 1538-1546）；集神經(jīng)傳導(dǎo)、感知、驅(qū)動于一體的多功能人工肌肉（Mater. Horiz., 2020,7, 3305-3315）等成果，并且團隊還發(fā)表了綜述文章“Power of the Fiber Twist”，總結(jié)了捻度插入對纖維物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的影響，及其在人工肌肉、制冷等方面的應(yīng)用（Accounts of Chemical Research.2021,54,11,2624–2636）。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-29088-9
下載：Microfluidic manipulation by spiral hollow-fibre actuators
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