Voda je prirodni resurs o kojem čovječanstvo ovisi i koristi se u mnogim područjima. Posljednjih godina uzorkovanje i kontrola protoka vode u tragovima privukla je široku pozornost u područjima znanosti o materijalima, kemije i biomedicine.
"Rezanje vode nožem"? 1. rujna, novinar je obaviješten da su istraživački timovi Sveučilišta Xi'an Jiaotong i Sjeverozapadnog politehničkog sveučilišta surađivali kako bi predstavili novu tehnologiju "laserski rezane vode" i realizaciju ove ideje za "vodu! "Primjena vode daje novu ideju.
Lasersko rezanje "vodenog kolača" od raznih šara.
Realizacija rezanja i obrade vode laserom
Kako "ukrotiti" vodu i iskoristiti je predmet je proučavanja od davnina. Rezanje vode, u očima ljudi je nevjerojatna stvar, kao što je poznata pjesma pjesnika Li Baija iz dinastije Tang: "Izvlačenje noža da odsiječe vodu više vode, podignite šalicu da raspršite tugu još tužniju." Kao što se vidi, vodu, kao tekućinu s neredom, teško je plastificirati i rezati tradicionalnim metodama.
Danas je glavni način kontrole morfologije i protoka tragova vode prethodna obrada čvrstih kanala. Međutim, zbog neuređene prirode i fluidnosti vode, precizna strojna obrada vode još uvijek je izazovna. Može li lasersko rezanje, kao tehnologija koja koristi fototermički učinak za obradu čvrstih materijala, omogućiti rezanje i obradu vode?
Na temelju gore navedene ideje, grupa prof. Li Feija na Fakultetu za prirodne znanosti i tehnologiju Sveučilišta Xi'an Jiaotong i grupa izvanrednog prof. Li Xiaoguanga na Fakultetu fizike Sjeverozapadnog politehničkog sveučilišta surađivali su kako bi iskoristili laser, koji je poznat kao "najbrži nož" i usvojiti tehnologiju laserske obrade reguliranjem svojstava fluidnosti i površinske napetosti vode. Koristeći tehnologiju laserske obrade, tim je realizirao ideju "laserskog rezanja vode" podešavanjem svojstva fluidnosti i površinske napetosti vode, pretvarajući "rezanje vode nožem" u stvarnost.
Tim je prvo upotrijebio hidrofobne nanočestice silicijevog dioksida za oblaganje površine vode, konstruirajući "vodeni kolač" debljine submilimetara, a zatim je "vodeni kolač" izrezao laserom, uspješno realizirajući ideju "laserskog vodenog rezanja" i " lasersko rezanje vodom". Ideja o "laserskom rezanju vode" uspješno je realizirana, a stvorene su razne "mustre".
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 silicijevog dioksida na valnoj duljini od 10,6 mikrona infracrvenog lasera ima jaku apsorpciju, nakon laserskog zračenja, nanočestice silicijevog dioksida Nakon laserskog zračenja, nanočestice silicija apsorbiraju lasersku energiju pretvorenu u toplinu za isparavanje vode; drugo, kada lokalna voda ispari, tok vode će pokrenuti površinu nanočestica silicijevog dioksida kako bi dodatno pokrili izloženu površinu vode, čime se sprječava proces "liječenja" vode.
Li Fei uvod, tim je također istražio volumen vode kroz eksperimente na području "vodenog kolača", debljine "vodenog kolača" na izvedivosti rezanja i debljine "vodenog kolača", brzine laserskog skeniranja na točnosti obrade Optimizirani eksperimentalni parametri "lasersko vodeno rezanje" su dobiveni. Naknadno je laserski rezač primijenjen za uspješnu obradu mikrofluidnih čipova koji se obično koriste, uključujući poprečne kanale i raspršene kanale, potvrđujući sposobnost "laserskog vodenog rezanja" za obradu složenih mikrofluidnih struktura i utvrđujući da mikrofluidički čipovi obrađeni "laserskim vodenim rezanjem" može doseći najmanje 350 mikrometara. Utvrđeno je da najmanji mikrofluidni čip obrađen "laserskim vodenim rezanjem" može imati 350 mikrometara.
Mikrofluidni čipovi pripremljeni "laserskim vodenim rezanjem" mogu se primijeniti u mnogim područjima.
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 samodrživih mikrofluidnih čipova i kapljica.
Tijekom istraživanja, na temelju otvorenosti mikrofluidnog čipa obrađenog "laserom rezanim vodom", tim je primijenio mikrofluidni čip obrađen "laserom rezanim vodom" kao minijaturiziranu reakcijsku platformu za realizaciju kemijske sinteze. Na primjer, kompleksiranje bakra i amonijaka i sinteza aminokiselina s hidratiziranim ninhidrinom. Na temelju propusnosti svjetlosti "laserski rezane vode" obrađene mikrofluidne čipove, tim ih je razvio kao mikroreaktore za biokemijski senzor i kolorimetrijske detekcijske platforme za detekciju biomarkera kao što su metalni ioni, proteini, urea i nukleinske kiseline. Konačno, obrađeni mikrofluidni čipovi korišteni su kao kalupi s uzorkom za elektrokinetičku manipulaciju tekućih metala i sintezu hidrogelova s uzorkom, te kao platforme za gradijentno razrjeđivanje lijeka i stanične kulture.
Tim je kroz istraživanje inovativno predložio tehniku obrade vode laserskim rezanjem, koja rješava izazov precizne obrade vode vezanjem toka vode. Mikrofluidni čipovi pripremljeni laserskim rezanjem vode pokazuju potencijal za primjenu u širokom rasponu područja, uključujući kemiju, zdravlje, znanost o materijalima i biomedicinu.
