导读：

微小液滴的操纵和引导对于微流控、生物医学研究和材料科学等领域的发展至关重要。近期，安徽理工大学汤强、崔霞霞等人开发了一种基于多针电晕放电的离子风镊，其具备程序化操控功能，能够在润滑表面上实现液滴的多功能精确操控。相关研究以“Ionic wind tweezer based on multi-needle corona discharge for programmable droplet manipulation”为题目发表于期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》。

本文要点：

1、本研究提出了一种基于多针电晕放电的离子风镊，能够精确主动控制润滑表面上的液滴。

2、离子风镊不断向板状电极表面注入电荷，使电极表面的油层形成独特的十字形图案。

3、这种图案将液滴限制在针尖的中心区域，从而实现了对不同成分、体积和阵列的液滴的操控。

4、除了操纵水滴外，离子风镊还能控制各种固体或液体颗粒，从而揭示了这种方法的广泛适用性和操作能力。

5、这项工作不仅为精确操纵液滴提供了一种灵活的策略，而且为微流控技术在液滴化学反应中的应用提供了新的思路。

全文总结/概括：

离子风镊技术相比传统液滴操控技术具有以下优势：

1、不受表面性质限制：

• 离子风镊技术可以在普通导电表面上操纵液滴，无需特殊表面处理或超疏水表面。

• 传统技术如热驱动和磁驱动通常依赖于特定的表面处理方法。

2、适用范围广：

• 离子风镊技术能够精确操控各种液体和固体颗粒，不仅限于水滴。

• 传统技术往往只能作用于特定类型的液体或颗粒。

3、驱动力大：

• 离子风所产生的静电压力为液滴提供了显著的推进力，从而使之能够迅速移动。

• 传统技术如热驱动和磁驱动的驱动力相对较小。

4、操作灵活：

• 多针电晕放电可以通过改变针尖位置和电压，实现灵活的操控，精确控制液滴的运动轨迹和方式。

• 传统技术操作方式较为单一，灵活性不足。

5、多功能性：

• 除了操控液滴，离子风镊还可以用于促进液滴内的化学反应、纳米材料组装、表面清洁等多种应用。

• 传统技术的应用范围相对较窄，通常只能满足特定的操作需求。

综上所述，离子风镊技术在操作灵活性、适用范围、驱动力和多功能性方面均优于传统液滴操控技术，为微流控领域提供了更为强大且多样化的工具和方法。

离子风镊技术在微流控领域的潜在应用包括：

1、精确操控液滴：在微流控系统中实现液滴的精确移动、定位和操控，无需物理接触。

2、微反应器操作：作为微反应器的一部分，控制化学反应中的液滴混合和反应进程。

3、生物医学分析：用于细胞操控、分子诊断和生物样本分析等生物医学研究。

4、药物筛选与合成：在药物开发中，用于精确操控液滴以进行药物合成和筛选实验。

5、材料科学：操控纳米颗粒或液滴，用于纳米材料的合成和表面涂层技术。

6、化学分析：在化学分析中，用于控制和优化液滴的采样、混合和分离过程。

7、环境监测：用于水样或其他环境样本中污染物的检测和分析。

8、食品安全检测：在食品安全领域，用于检测食品样本中的微生物或化学污染。

离子风镊技术因其非接触性、灵活性和可控性，在微流控领域展现出广泛的应用潜力。

图1.实验设置。

图2.离子风镊的演示与机理。

图3.离子风镊的操纵特性。

图4.液滴运动的动力学和影响因素。

图5.相机连续图像显示离子风镊操纵液滴进行化学反应。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.135796