La capacidad de manipular las gotas juega un papel vital en la investigación fundamental y las aplicaciones prácticas, desde las reacciones químicas hasta el bioanálisis. El control de la luz de las gotas permite el control remoto y sin contacto con una precisión espacial y temporal notable. Sin embargo, el control de la luz confiable y de alto rendimiento de las gotas sigue siendo un desafío.

Ahora, un equipo de investigación dirigido por el Dr. Du Xuemin del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen (SIAT) de la Academia de Ciencias de China ha informado sobre un nuevo material inteligente con capacidad de regeneración de carga fotoinducida duradera y de alta eficiencia, que permite el control de la luz de gotitas con un rendimiento y una fiabilidad superiores.

Este trabajo fue publicado en National Science Review el 17 de agosto.

Este material inteligente contiene tres componentes principales:primero, partículas de metal líquido de tamaño micro con propiedades fototérmicas y térmicamente conductoras superiores; segundo, copolímero de trifluoroetileno de fluoruro de polivinilideno con excelentes comportamientos ferroeléctricos y mecánicos; tercero, estructuras micropiramidales y recubrimientos de baja energía superficial de SiO₂ fluorado nanopartículas para mejorar la superanfifobia.

"Basado en el efecto sinérgico de estos componentes, las superficies cargadas fotoinducidas (PICS) poseen una capacidad superior de generación de carga fotoinducida in situ y en tiempo real tras la exposición a la iluminación", dijo el Dr. Du.

Esta capacidad distintiva de generación de carga del PICS se reveló claramente mediante la microscopía de sonda Kelvin de barrido, que mostró la generación/desaparición en tiempo real e in situ de las cargas superficiales libres tras la exposición a la irradiación de luz ON/OFF.

La capacidad de generación de carga del PICS no mostró una degradación aparente incluso en entornos extremos, incluida una humedad relativa alta (~ 90 %) durante 72 horas y una temperatura alta (70 ℃). La densidad de carga del PICS se mantuvo estable en niveles altos de 252 pC mm ^-2 (pico a pico) incluso después de 10.000 ciclos de irradiación ON/OFF.

"La excelente eficiencia, durabilidad y estabilidad de la regeneración de carga fotoinducida en PICS es fundamental para el control de la luz de las gotas", dijo el Dr. Du.

Los investigadores demostraron que el PICS proporcionó un nuevo paradigma para el movimiento controlable de las gotas, que incluye una alta velocidad promedio, distancia ilimitada, movimientos multimodo (p. ej., adelante, atrás y rotación) y manipulación de una o varias gotas.

También extendieron el control de la luz de las gotas a aplicaciones robóticas y biológicas, incluido el transporte de una carga sólida en un tubo cerrado, cruzar un túnel pequeño, evitar obstáculos, detectar el entorno cambiante a través del cambio de color a simple vista, preparar perlas de hidrogel, transportar células vivas y biodetección confiable.

"Nuestro PICS robusto y biocompatible no solo brinda información sobre el desarrollo de nuevos materiales de interfaz inteligente y microfluidos", dijo el Dr. Du, "sino que también brinda nuevas posibilidades para aplicaciones químicas y biomédicas". + Explora más

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