陈教授(UPL超快光子实验室主任)和杨副教授对这项技术(水下气体自传输)的研究意义和潜在应用进行了如下认识:
“如何考虑使用超疏水微槽进行气体输送?”
“超疏水微结构具有很强的拒水性 , 允许材料排斥液体 。 如果微槽内壁具有超疏水微/纳米结构 , 则由于槽结构表面浸入水中 , 微槽不会被水润湿 。 因此 , 在基板和水介质之间形成一个中空微通道 。 该微通道可以实现气体传输使气体能够沿着水下微通道自由流动 。 飞秒激光可以很容易地制作这种超疏水微槽 。 激光诱导微槽的宽度决定了空心微通道的宽度 , 该宽度小于100μm , 使我们能够在微观水平上实现气体自输运 。 ”
“为什么使用飞秒激光来制备这样一个用于气体自运输的超疏水微槽?”
“激光是20世纪最伟大的发明之一 。 近年来 , 飞秒激光已成为现代极端和超精密制造的必要工具 。 飞秒激光加工是一种灵活的技术 , 可以直接在固体基底表面上书写超疏水和水下超亲热微槽 , 并通过薄膜 。 此外 , 在激光加工过程中 , 控制程序可以精确地设计开放微槽的轨迹和开放微孔的位置 。 ”
“气体的类型是否影响微观水平上气泡和气体的自运输?”
“虽然只研究了普通气泡 , 但应注意 , 气体传输的驱动力不涉及气体的化学成分 。 因此 , 本文中报告的气体操作适用于其他气体 , 只要它们没有完全溶解到相应的液体中 。 ”
“基于飞秒激光写入超疏水微槽实现气泡/气体自传输和操纵的技术有哪些潜在应用?”
“我们相信 , 已报道的沿飞秒激光结构超疏水微通道在水中自传输气体的方法将在能源利用、化学制造、环境保护、农业育种、微流控芯片、医疗保健等领域开辟许多新的应用 。 ”
水下气泡通过制备的多孔超湿润PTFE板的抗浮力单向渗透 。 (a)移动气泡以接触板材的上表面 。 多孔板微孔的大口向下 。 (b-d)气泡从上侧向下侧(沿抗浮力方向)穿透多孔PTFE板的潜在机制 。
研究人员还指出 , 这种基于超疏水微槽的自传输气体策略虽然得到验证 , 但仍处于初级阶段 。 各种因素(如微槽的尺寸、通道的长度和气体的体积)对气体输送性能的影响需要进一步研究 。 基于气体自输运函数的实际应用也需要开发 。
【飞秒激光仿生制造实现气泡操纵】来源:Underwater gas self-transportation along femtosecond laser-written open superhydrophobic surface microchannels (<100 μm) for bubble/gas manipulation International Journal of Extreme Manufacturing (2021). DOI: 10.1088/2631-7990/ac466f
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