3D Photovoltaic Manipulation of Aqueous Droplets

作者：Gao Zuo Xuan, Guo Jia Xin · 发表于：Acta Physica Sinica · 年份：2026 · DOI：10.7498/aps.76.20260838 · 研究领域：Electrohydrodynamics and Fluid Dynamics、Electrowetting and Microfluidic Technologies、Innovative Microfluidic and Catalytic Techniques Innovation

水合液滴操控在药物递送、细胞分析和微反应器等领域展现出广阔的应用前景。然而，现有操控方法多局限于二维（2D）平面。本文提出了一种水合液滴在三维（3D）空间的光伏操控方法。在铌酸锂与玻璃基底构建的3D空间中，引入含有非离子表面活性剂（Span 80）的油相作为周围介质。Span 80分子在两相界面自组装形成超薄绝缘分子层。该分子层既能有效抑制光伏电荷转移，又能降低液滴的运动阻力。通过激光辐照铌酸锂产生的非均匀光伏电场，实现了水合液滴的3D光伏捕获、悬浮及输运。研究表明，3D捕获高度可通过激光功率与Span 80浓度双向精确调控，且与激光功率成正比，与Span 80浓度成反比。本工作为3D光流控芯片、无接触微反应和软物质操控提供全新技术方案与设计思路。