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Micro elastofluidic liquid diode for programmable unidirectional flow control
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DOI：10.1039/D5LC00438A.png)
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摘要
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可控液体输运对于可穿戴生物传感平台中的流体调控至关重要。特别是，单向流动提供了一种无需外部驱动的被动、几何依赖策略来引导液体运动。然而，大多数先前的研究仅专注于实现单向流动，对实时可调性或可重构性的探索有限。在此，我们介绍了一种具有V形棘轮几何结构的可调开放式微流控平台，能够实现被动且可逆的液体二极管行为。通过表面润湿性调节和机械拉伸动态调制流动方向性和速度。首先建立了一个理论力模型，用于描述受拉普拉斯压力梯度和几何曲率控制的非对称铺展。基于能量最小化原理的数值模拟进一步阐明了结构表面的润湿行为。同时，实验验证确认了三种不同的流动状态——钉扎、单向和双向——由等离子体诱导的润湿性调节和施加的机械应变控制。沿正交轴拉伸通道导致可编程切换流动状态和几何敏感的钉扎阈值。我们还集成了一个水凝胶薄膜作为汗液采集界面，并在生理相关流入条件下演示了持续的单向输运。这一概念验证验证补充了基础发现，并突显了我们开放式平台的转化潜力，作为一种简单、可调且无泵的方法，适用于可穿戴诊断、自适应液体路由和柔性微流控电路。
期刊
L
IF:
5.4
论文数:
9.0K
被引数:
3.3W
机构
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