近日，我院李晓光教授课题组在流体操控研究中取得重要进展，相关论文以“A simple route for open fluidic devices with particle walls”为题发表在材料领域顶级期刊《Advanced Materials》上。我院博士研究生刘恒为论文第一作者，我院李晓光教授、劳伦兹伯克利国家实验室的Thomas Russell教授为共同通讯作者。西北工业大学物理科学与技术学院为论文第一署名单位。
开放式流体器件的构建和应用是流体操控领域的崭新问题。与固体器壁构成的封闭式器件不同，开放式流体器件中的液体能够与外界物质进行交换和相互作用，这为流体操控带来了巨大便利。利用疏液颗粒包裹液体是获得开放式液体系统的重要途径，但现有方法在复杂形态器件的构建、颗粒选择的多样性、器件的实用价值等方面还有很大的局限性。
鉴于此，我院李晓光教授课题组提出了一种将基底图案化与液体橡皮泥技术相结合的方法，有效解决了上述问题。利用该方法可以实现各种成分和尺寸疏水颗粒器壁以及高复杂形态器件的构建，还能实现器件形态及内部流场的重构以及三维器件的形成。在实用价值方面，以碳纳米管制备的流体器件为例进行了应用探索。利用碳纳米管的光热转化能力、器件的开放性以及器件的复杂形态在肿瘤治疗研究中取得了重要发现：升高温度可以大幅提升化疗效果，提升机制在于促进了肿瘤细胞对化疗药物的吞噬。
图1. (a)三维流体器件示意图；(b)利用石松粉和聚四氟乙烯微米颗粒构建十字型三维流体器件；(c)多节点型双层结构流体器件；(d)单节点型多层结构流体器件及内部流动
图2. (a)基底图案化设计；(b)SiO2纳米颗粒器壁流体器件；(c)流体器件中的细胞培养及药物治疗；(d)活/死细胞荧光检测；(e)不同液体管道中的细胞活力
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202413862
（文：李晓光；审核：闫娜、晁小荣）
