Voda je prirodni resurs o kojem ovisi čovječanstvo i koristi se u mnogim poljima. Posljednjih godina, modeliranje i kontrola protoka vode u tragovima privukla je široku pažnju u oblastima nauke o materijalima, hemije i biomedicine.
"Rezanje vode nožem"? 1. septembra, novinar je obaviješten da su istraživački tim Xi'an Jiaotong univerziteta i Sjeverozapadnog politehničkog univerziteta sarađivali kako bi iznijeli novu tehnologiju "laserski rez na vodi" i realizaciju ove ideje, za "vodu! "Primjena vode pruža novu ideju.
Lasersko rezanje "vodenog kolača" od raznih šara.
Realizacija rezanja i obrade vode laserom
Kako "ukrotiti" vodu i upotrebiti je predmet je proučavanja od davnina. Rezanje vode u očima ljudi je nevjerovatna stvar, kao što je poznata pjesma pjesnika iz dinastije Tang Li Baija: "Povući nož da odsiječeš vodu više vode, podignu čašu da odagnaš tugu još tužniju." Kao što se ogleda u tome, vodu, kao fluid sa poremećajem, teško je plastificirati i rezati tradicionalnim metodama.
Danas je glavni način kontrole morfologije i protoka vode u tragovima prethodna obrada čvrstih kanala. Međutim, zbog neuređene prirode i fluidnosti vode, precizna obrada vode je i dalje izazovna. Može li lasersko rezanje, kao tehnologija koja koristi fototermalni efekat za obradu čvrstih materijala, omogućiti rezanje i obradu vode?
Na osnovu gornje ideje, grupa prof. Li Feija na Školi prirodnih nauka i tehnologije Univerziteta Xi'an Jiaotong i grupa vanrednog prof. poznat kao "najbrži nož", i usvojiti tehnologiju laserske obrade regulacijom fluidnosti i svojstva površinskog napona vode. Koristeći tehnologiju laserske obrade, tim je realizovao ideju "laserskog rezanja vode" podešavanjem fluidnosti i svojstava površinskog napona vode, pretvarajući "vodu rezanja nožem" u stvarnost.
Tim je prvo koristio hidrofobne nanočestice silicijum-dioksida za oblaganje površine vode, konstruisavši "vodeni kolač" debljine submilimetra, a zatim laserom isekao "vodeni kolač", uspešno realizujući ideju "laserskog rezanja vodom" i " lasersko rezanje vodom". Ideja o "laserskom rezanju vode" uspješno je realizovana, te su stvorene razne "šare".
Pratite razlog zašto se "vodeni kolač" može rezati
Zašto laser može magično rezati vodu? Tim istraživača, "vodeni kolač" može se rezati laserom iz dva glavna razloga: prvo, površina "vodenog kolača" nanočestica silicijum dioksida na talasnoj dužini od 10,6 mikrona infracrvenog lasera ima snažnu apsorpciju, nakon laserskog zračenja, nanočestice silicijum dioksida Nakon laserskog zračenja, nanočestice silicijum dioksida apsorbuju lasersku energiju pretvorenu u toplotu za isparavanje vode; drugo, kada se lokalna voda ispari, tok vode će pokrenuti površinu nanočestica silicijum-dioksida da dodatno pokrije izloženu površinu vode, čime se sprečava proces "zaceljivanja" vode.
Li Fei uvod, tim je takođe istražio zapreminu vode kroz eksperimente na području "vodenog kolača", debljinu "vodenog kolača" na izvodljivost rezanja i debljinu "vodenog kolača", brzinu laserskog skeniranja na tačnost obrade. Optimizovani eksperimentalni parametri dobijeno je "lasersko rezanje vodom". Nakon toga, laserski rezač je primijenjen za uspješnu obradu najčešće korištenih mikrofluidnih čipova, uključujući poprečne kanale i dispergirane kanale, potvrđujući sposobnost "laserskog rezanja vodom" za obradu složenih mikrofluidnih struktura i utvrđivanje da su mikrofluidni čipovi obrađeni "laserskim rezanjem vodom" može doseći najmanje 350 mikrometara. Utvrđeno je da najmanji mikrofluidni čip obrađen "laserskim vodenim rezanjem" može biti 350 mikrometara.
Mikrofluidni čips pripremljen "laserskim rezanjem vode" može se primijeniti na mnogim poljima.
Manipulacija tekućinom jedna je od glavnih primjena mikrofluidnih čipova i kapljica. Tim je primijenio mikrofluidne čipove i kapljice obrađene "laserskim rezanjem vode" za relevantnu manipulaciju tekućinom i potvrdio funkciju manipulacije tekućinom pripremljenih samonosnih mikrofluidnih čipova i kapljica.
U toku istraživanja, na osnovu otvorenosti mikrofluidnog čipa obrađenog "laserski izrezanom vodom", tim je primijenio mikrofluidni čip "laserski rezane vode" kao minijaturiziranu reakcijsku platformu za realizaciju kemijske sinteze. Na primjer, kompleksiranje bakra i amonijaka i sinteza aminokiselina s hidratiranim ninhidrinom. Na osnovu propusnosti svjetlosti mikrofluidnih čipova obrađenih "laserski rezanom vodom", tim ih je razvio kao mikroreaktore za biohemijsko sensiranje i kolorimetrijsku detekciju platforme za detekciju biomarkera kao što su metalni joni, proteini, urea i nukleinske kiseline. Konačno, obrađeni mikrofluidni čipovi korišćeni su kao šablonski kalupi za elektrokinetičku manipulaciju tečnim metalima i sintezu hidrogelova sa uzorkom, kao i kao razblaživanje gradijenta leka i platforme za kulturu ćelija.
Tim je istraživanjem inovativno predložio tehniku obrade vode laserskim rezanjem, koja rješava izazov precizne obrade vode vezivanjem protoka vode. Mikrofluidni čipovi pripremljeni laserskim rezanjem vode pokazuju potencijal za primjenu u širokom spektru polja, uključujući hemiju, zdravstvo, nauku o materijalima i biomedicinu.
