科学家发明多功能、多尺度、可重构的动态表面

▲FLIPS可以引导微观物体和液滴的运动。

《自然》(Nature)于6月25日发表的论文称,哈佛大学(Harvard University)领导的一个国际跨学科研究团队,包括德国马克思普朗克研究所、芬兰阿尔托大学和挪威奥斯陆大学等团队成员,开发出了一种多功能、多尺度、可重构的动态表面——“FLIPS”。它可以将微观尺度重塑为宏观尺度,改变自身摩擦性和滑溜性,并根据其附近磁场调整其他性质。

FLIPS是“含磁流体注液多孔表面”英文的简称。FLIPS为复合表面,由两个不同部分构成:微结构固体衬体和含磁流体。没有磁场时,FLIPS是平坦光滑的。当施以磁场时,磁流体则会做出相应响应,呈现出下垫面形貌。坚固表面与响应型流体的组合,使FLIPS如同儿童使用的“神奇画板”一般,具备了重复“擦写”能力。通过FLIPS,研究人员展示了如何利用FLIPS实现微观颗粒运动和组装的引导,液滴流动和混合的调节以及宏观黏着性的开关。论文资深作者、哈佛大学维斯研究所核心成员、材料科学教授、哈佛大学工程与应用科学(SEAS)学院化学与化学生物学教授乔安娜?亚森博格说:“多功能材料是一个具有光明前途的新研究领域。已证实的FLIPS的可能应用方向,如多层粒子自组装、非磁性物质在磁场中的调控与运转、形貌诱导的流体力学和精确定时的化学反应等,只是这一新概念的一小部分代表。”

通过改变磁流体性质、基体几何形状和磁场强度等,研究人员可以实现FLIPS从微米至厘米级的精确形貌控制。FLIPS还具有表面兼容性,并能与亚森博格实验室的另一项技术SLIPS(超光滑表面涂层)相结合。

论文第一作者、前SEAS博士后、现马克思普朗克研究所博士后研究员王文东(音译)认为,FLIPS涉及的应用具有很强的扩展性。与简单的单尺度形貌响应表面相比,其功能组合更具多样性,有望成为多种未来技术的平台。

编译:雷鑫宇 审稿:三水

责编:南熙