正文
这项系统的运作方法是
基于更改液滴与平台表层的接触角度
。液滴在亲水的表面上会变扁,进而形成一个极小的接触角。反过来,如果材料是疏水的,那么液滴便会保持一个较完整的球体形状,从而形成一个非常大的接触角。而在某些绝缘体材料的表面,可以通过调节外加电压的方法来控制液体的“亲/疏水性”,以达到调节水珠形状来的目的。
假如材料面是疏水的,液滴便会拱起,进而将整个平台都抬高。MIT的研究者们用一层薄铜片演示了这种情况。“也就是说,
我们只是调整水珠的大小与形态便可以相应的调节所需要的平台角度
。”普里斯顿说道,“现在有很多实验都需要用到激光,因此我们的微动装置会给他们带来很大的帮助。”
为了能够让液滴保持形态而不至于直接滑走,研究团队把可移动微平台的底面也彻底改造了一番。尽管接触面的材料几乎都是疏水的,但是因为在其中植入了很多微小的亲水性性圆形材料,这么一来,水珠就可以安全的被“钉”在平台的表面上了。
在最初的测试里,垂直方向的精度可以达到10微米,也就是百万分之一米,而最大的操控范围则可以达到130微米。
普里斯顿介绍说:“MEMS常常因为固体表面间的接触而磨损,甚至还有可能卡住。在这么微小的运作层面上,东西非常容易坏。虽说我们这项技术并非是什么新鲜事,但是还没有用它来移动过一个平台。
我们所做出的真正创新点则是在没有固体材料的链接下,成功将一个平台上下移动,甚至还可以做到改变角度。
”
从原理上来看,如果用上大型的电极阵列,除了可以让平台的上下移动以外,还能实现一些更为精确的操作。比如说,这个阵列可以应用于在“芯片实验室”(Lab on a chip),将生物样品从一个测试芯片“搬运”到下一站去。