作者:多伦多大学林西·梅隆
一种新开发的涂层可以让某些液体在表面移动而不会流失液体，这可能会在一系列领域带来新的进展，包括医学测试
这种新的涂层——由多伦多大学工程学教授凯文·戈洛文领导的DREAM(耐用驱避工程高级材料)实验室创造——受到自然界的启发
“为了生存，大自然已经开发出了运输液体通过表面的策略，”Mohammad Soltani说，他是DREAM实验室的研究员，也是最近发表在《高级功能材料》上的一篇新论文的主要作者
“我们的灵感来自仙人掌叶或蜘蛛丝等天然材料的结构模型
我们的新技术不仅可以定向传输水滴，还可以传输容易在大多数表面扩散的低表面张力液体
" 这项创新对微流体有着重要的意义，在微流体领域，少量液体在通常不到一毫米宽的微小通道中输送
这项技术有许多应用，其中之一是使目前在化学实验室进行的标准分析测试小型化
多伦多大学凯文·戈洛文教授和他的团队开发的新型聚合物涂层显示了液体在表面移动的精确度
学分:穆罕默德·索尔塔尼/多伦多大学工程学 通过减少所需样品和试剂的数量，以及自动化使用它们的协议，微流体可以为芯片实验室设备提供动力，提供快速、廉价的医疗测试
支持者希望这能导致只用一两滴血就能在几分钟内诊断出多种疾病
但是目前的微流体装置有一个关键的限制:它们只能有效地处理高表面张力的液体，例如水
这种特性，也称为内聚力，意味着液体比其被输送通过的通道更容易粘在自身上
高表面张力液体形成可以独立移动的离散液滴，就像窗户玻璃上的雨滴
内聚力甚至可以通过一种被称为毛细作用的过程，沿着通道拉动液滴
相比之下，低表面张力液体，例如醇类和其他溶剂，倾向于粘附在通道的侧面，并且目前在液滴崩解之前只能输送大约10毫米
毛细作用不再适用，因此这种传输需要外力，如磁力或热量，来移动液滴
新的涂层使低表面张力液体能够输送超过150毫米的距离，而不会损失任何液体，比目前可能的时间长大约15倍
学分:多伦多大学 该技术使用两种新开发的聚合物涂层，其中一种比另一种更防液体
两者都由类似液体的聚合物刷组成
排斥性更强的涂层作为背景，包围排斥性较弱的涂层，并沿表面形成微小的通道
通道允许液体以期望的模式或方向移动，而不会在运输过程中损失任何液体或需要额外的能量输入
“聚合物刷涂层减少了流体摩擦，并允许液滴被动传输，”索尔塔尼说，“更小的摩擦意味着更多的能量可用于传输液体。”
然后，我们通过设计具有特定模式的通道来创造驱动力
" 传输低表面张力液体而不损失的能力将允许芯片实验室设备的进步
利用这些独特的涂层，研究人员能够在更长的范围内传输液体，同时沿着精确的路径移动多种液体，甚至合并和分裂液滴，而不会损失任何体积或经历交叉污染
这项技术也将有助于限制研究实验室的浪费
由于没有残留物留在设备表面，因此没有交叉污染的风险，研究人员可以反复使用相同的设备
“我们正在考虑将这项技术用于微流体生物测定，因为这是一个每一滴液体都很珍贵的领域，”Golovin说
“我们的发现还有很大的潜力来推进护理点诊断，如肝脏或肾脏疾病，在这些疾病中，生物标志物筛选通常在非水介质中进行
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