液体-液体接口的微流体数字快门,用于制造多面水凝微纤维结构
Dongrui Zhang1,2, Jiangyue Liu1, Hao Ye3
1Key Laboratory of Biomechanics and Mechanobiology (Beihang University), Ministry of Education, Beijing Advanced Innovation Center for Biomedical Engineering, School of Biological Science and Medical Engineering, Beihang University, Beijing, 100083, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|December 29, 2025
概括
研究人员开发了一种新的微流体装置,使用数字快门机制精确制造水凝微纤维. 这一突破使微粒体几何结构的可编程控制能够用于组织工程和软机器人的应用.
科学领域:
- 软物质物理学 软物质物理学
- 材料科学是一种材料科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 微流体设备为复杂的流体控制提供了潜力.
- 精确制造具有可编程几何形状的异构型水凝微粒仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 引入可编程的被动数字快门机制,用于精确的水凝微纤维制造.
- 使用多相液体-液体接口动力学,实现对微纤维几何学的确定性控制.
主要方法:
- 使用了微流体平台,其中有三个流体:数字快门的两个不混合相和形成水凝的两个水性相.
- 在液体-液体接口中利用液体桥梁动态,在维护和断裂之间切换来控制快门功能.
- 调节数字快门以控制微纤维几何形状 (长度,面积比,曲率,扭矩).
主要成果:
- 成功制造出各种形状的水凝微纤维,包括线性,螺旋形,头形和球形.
- 已证明具有高分辨率和高活性的细胞负载微纤维.
- 生产了磁性响应的微纤维,展示了多功能性.
结论:
- 开发的数字快门机制为水凝微纤维制造提供了精确的,可编程的控制.
- 该平台具有在组织工程,活性材料和软微机器人领域的应用的巨大潜力.
