Графическая абстракция. Авторы и права: Ленгмюр (2022 г.). DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c02925

Вдохновленные природными материалами, которые отталкивают воду, такими как листья лотоса, исследование и разработка интересных гидрофобных поверхностей вызвали большой интерес в таких областях, как точное манипулирование небольшими объемами жидкостей. Когда магнитные свойства интегрируются в гидрофобные материалы, дистанционное управление материалом улучшается, а вода отталкивается, что открывает новые перспективы для возможных применений. В этой работе, проведенной Кластером микрофлюидики UPV/EHU, «мы разработали новую систему, позволяющую управлять границей раздела воздух-вода с помощью внешнего магнитного поля », — сказал Фернандо Бенито-Лопес, старший научный сотрудник Кластера микрофлюидики UPV/EHU.

Для этого «мы разработали слой гидрофобных магнитных наночастиц, способных плавать на границе раздела вода-воздух и образовывать стабильную границу раздела вода-твердое тело-воздух. Мы увидели, что этот слой легко изгибается вниз под действием внешнего магнитного поля. Это позволило слой для создания структуры, напоминающей торнадо, с перевернутой конической формой, которую мы окрестили «Магнитный вихрь», — объяснил Фернандо Бенито-Лопес. «Эта структура в форме торнадо ведет себя как мягкий эластичный материал, который деформируется или исчезает при приложении магнитного поля».

Это часть фундаментального исследования, в котором эта структура может быть применена к трем основным приложениям в реальных сценариях. Бенито-Лопес говорит: «Прежде всего, мы использовали Magneto Twister для манипулирования каплями воды в водной среде без их смешивания друг с другом. Как только капли воды оказались в нужном месте, мы смогли убрать магнитное поле, чтобы провести реакцию в контролируемой части общего объема воды».

«Твистер использовался для разделения жидкостей внутри канала с открытой поверхностью, что дает нам возможность иметь независимые резервуары внутри канала жидкости и хранить реагенты, которые будут смешиваться только при удалении внешнего магнитного поля, чтобы химическая или биологическая реакция имела место», — объяснил Фернандо Бенито. «Это будет что-то похожее на клапан, который открывается и закрывается, чтобы контролировать движение жидкости в этих каналах и протоках контролируемым образом на микроуровне».

«Магнитный твистер использовался для сбора и удаления микропластика, плавающего на поверхности воды, просто перемещая твистер к микропластику, чтобы уловить его», — сказал Бенито-Лопес.