新型微管泵可以长距离输送水滴

在自然或人造阳光的驱动下，一种新型的“微管泵”可以长距离输送水滴。据中国研究人员在Angewandte Chemie杂志报道，该泵由一根管子组成，其特性可以通过辐射不对称地改变。这导致内壁中的毛细管力和润湿性梯度，它们一起工作以将水滴加速到特别高的速度。

现代分子分析和诊断方法通常与少量液体一起使用。微流体技术也已用于合成过程中，其中反应发生在微通道和小型化仪器中。为了将这么小的体积从一个地方精确地运输到另一个地方，清华大学和中国北京的北京航空大学的科学家们开发了一种“微管泵”。

该泵由直径约500μm的聚合物管组成。它由两层组成：外层是聚二甲基硅氧烷(PDMS)；与还原氧化石墨烯(rGO)混合，这是一种碳基纳米材料，可以很好地吸收阳光。这产生的热量传递到软管壁的内层，该软管壁由聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)制成，聚合物在室温下形成水凝胶。它的聚合物链被打结成一个网状物，当它吸收水分时膨胀。高于约32℃，水凝胶塌陷成致密的球体，使内壁具有疏水性。这也导致内层收缩，使管的内径变大。

仅在一端照射管形成内壁的润湿性梯度。此外，管的几何形状变得不对称，因为内径仅在照射端增加。毛细管力使水滴向较小直径端移动 - 未被照射的端部。照射端处内壁的润湿性降低进一步加速了水滴。这两种机制的协同作用导致高速，这可以通过改变照射强度来控制。照射后，管子很快冷却。水凝胶恢复到原始状态，准备再次照射。

柔性材料允许生产米长的直管或弯管，可以长距离连续输送水。还可以制备可以在不同位置同时或依次照射的分支系统。例如，这允许含有不同试剂的单个液滴以特定顺序运输并组合 - 并且可以用于诊断测试或当水滴用作化学反应的微反应器时。