流場形貌的控制是微流控領(lǐng)域一個基礎(chǔ)研究問題。其中，渦流的構(gòu)造和應(yīng)用最吸引研究人員的興趣。渦流具有在微觀尺度下操控顆?；蛭⑿臀矬w的潛力，已有一些工作展示了使用渦流來分離不同粒徑的顆?；蚣?xì)胞。較之前集中在高流速的條件下構(gòu)造渦流的工作而言，如何在低速流動的條件下在微流體通道中構(gòu)造渦流仍較具挑戰(zhàn)。

在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的大力支持下，中國科學(xué)院綠色印刷重點實驗室宋延林研究員課題組近年來致力于納米綠色印刷技術(shù)的研究和應(yīng)用，在噴墨打印、墨滴控制和功能界面操控液滴行為領(lǐng)域取得了一系列重要進(jìn)展。最近，他們提出了一種利用馬蘭格尼（Marangoni）效應(yīng)實現(xiàn)低流速條件下構(gòu)造微米級渦流的方法。馬蘭格尼效應(yīng)是由水-空氣界面的表面張力梯度引起的，能夠在流體表面產(chǎn)生外力。在這種表面力作用下，在低流速條件下可以產(chǎn)生旋渦流。通過光刻加工得到的微結(jié)構(gòu)折疊流體界面形成特定形狀，可將馬蘭格尼效應(yīng)產(chǎn)生的表面流轉(zhuǎn)化為渦旋流，旋渦的形態(tài)取決于流體界面的形狀和流體中的微觀結(jié)構(gòu)。利用這種渦流一方面可以在微米尺度旋轉(zhuǎn)微型物體，另一方面實現(xiàn)了具有粒徑篩選功能的微米顆粒的輸運和富集。該方法有望在微流控技術(shù)中的微尺度操作中得到廣泛應(yīng)用。

多種形貌的渦流圖案

相關(guān)研究成果發(fā)表在《Angew. Chem. Int. Ed.》，通訊作者是宋延林研究員和黃占東博士，第一作者是博士生蔡哲仁。

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