磁性可重构带状材料实现液体编程控制
2025-11-25 15:10
来源: 康涅狄格大学
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康涅狄格大学材料科学与工程系王雪菊教授研究团队与英国爱丁堡大学、雪城大学合作,开发出基于磁性可重构带状材料的液体控制技术。这项发表于《器件》期刊的研究展示了如何通过多稳态带状阵列对液体进行可编程操控。

该磁性可重构带状材料由嵌入磁性颗粒的聚二甲基硅氧烷制成,具备三种稳定形态。研究团队博士生王子正表示,通过短暂磁场作用即可实现形态切换,并在撤除磁场后保持预设形状,形成“机械记忆”效应。这种磁性可重构特性使材料能够在微流控通道中充当可切换阀门,引导液体流向不同出口。

研究团队通过排列磁性可重构带状结构形成可寻址阵列,创建出动态表面纹理系统。在2×3阵列测试中,通过调控单个带状结构状态,实现了液滴的保持、释放及定向移动等复杂操作。爱丁堡大学库苏马特玛雅课题组与雪城大学张腾课题组为实验提供了理论模型与数值分析支持。

这种磁性可重构技术为微流控系统提供了新解决方案,其多稳态特性无需持续能量输入即可维持流动状态。研究人员通过耦合电毛细管模型进行的介观尺度模拟,为更复杂器件设计提供了理论基础。该磁性可重构带状材料的研究成果有望推动芯片实验室平台向更高精度控制方向发展。

更多信息: Zizheng Wang 等人,《用于液体操控的磁性可重构多稳态带状阵列》,Device(2025)。

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