超湿潤性ミクロ繊毛を用いた液滴操作

Beihang Universityの研究グループが、超湿潤性ミクロ繊毛を磁気制御することで液滴操作する方法を開発しました。

この研究成果は、Advanced Scienceに掲載されています。

この記事は下記論文の紹介記事です。

論文：

Ben, Shuang, et al. "Multifunctional Magnetocontrollable Superwettable‐Microcilia Surface for Directional Droplet Manipulation." Advanced Science (2019): 1900834.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201900834

自然界では、生物のいたるところに流体の操作があり、流体の操作は多くの生物にとって重要です。自然界で当たり前のように行われている流体操作のプロセスは、多くの研究分野から注目を集めています。

しかし、過去数十年にわたる流体輸送研究の著しい進歩にもかかわらず、液体輸送用途における汚染効果と制御性の問題により、効率的で非破壊的な液滴輸送を達成することは依然として非常に困難です。

磁気応答性超疎水性MMA表面上の水滴の水平運動特性 a）液滴輸送プロセスの光学画像と概略図、b）超疎水性磁性微繊毛アレイの高さ（H）が、水滴（V 液滴 = 12 µL）の可動性に及ぼす影響、c）水滴の可動性に対する微繊毛の隣接先端距離の影響 　（Wiley Online Livrary HPより）

この目的のために、微生物の運動性微繊毛、ハスの葉の超疎水性、カワハギの皮膚の水中超疎油性、およびハトの移動行動に触発されて、液滴の動きに対する新しい操作方法を本研究グループは開発しました。

同グループは、液滴操作のために、外部磁場によって切り替え可能な構造を備えた超湿潤性磁気ミクロ繊毛アレイ表面を構築しました。

外部磁場下で、超疎水性磁性微繊毛アレイ表面は空気中の水滴を連続的かつ方向性をもって操作でき、水中超疎油性磁性微繊毛アレイ表面は水中の油滴を制御できることを確認しました。

この研究は、非破壊的な液滴輸送メカニズムが液体輸送、液滴反応、およびマイクロパイプライン伝送に使用できることを示しているため、今後、インテリジェントな微細構造表面を使用した液滴操作の実用的アプリケーションが実現すると期待されます。

#液滴　#操作