麻省理工科技评论
22-06-16 18:51 微博认证:《麻省理工科技评论》杂志官方微博

【受植物脉管启发,港大团队造出首个“刺激-响应”的变形微流控系统,有望用于动态人工血管网络等】

是什么植物,竟能“欺骗”蜣螂为其埋下种子?是什么树木,吸引浣熊吃掉花蜜为它授粉?是什么水果,竟让鱼类窜出水面抢着吃?是什么杆茎,分泌出自然界最黏的粘合剂?这便是 BBC 纪录片《绿色星球》讲述的内容,很难想象植物也有如此高的“智商”。

近日,#香港大学# 机械工程系的博士生潘益,以植物运动为灵感设计出一种形变折纸微流控装置(TOM,TransfOrigami microfluidics)。

所设计的 TOM 是一种微反应器,其具有环境适应性。它能感受环境刺激,并能通过形态转化,将其正向地反馈到微流体的光合作用中。TOM 背后的本质是一种可变形微系统,其原理可扩展到需要对环境做出响应的设备中,比如动态人工血管网络和形状自适应的柔性电子设备上。

潘益认为,这一成果对于微流控行业的潜在影响将体现在两个方面:一是 3D 微流管道制造,二是环境响应功能。

目前,主流的微流管道仍然是使用软光刻技术来制作,管道结构会被限制在一个二维平面上。也有研究人员改用 3D 打印技术去制作 3D 管道,但精度远没有软光刻技术制作出来的高。

在该研究中,潘益展示的是通过 2D 制作方法来实现 3D 管道结构的制备,既保留了软光刻技术的制备精度,又能通过折叠来形成复杂的 3D 管道结构,这能给 3D 微流控管道设计带来一定的借鉴意义。

此外,该研究提出了具有环境响应能力的微流控装置这一概念,有望用于其他基于微流控相关的技术上,例如基于微流控开发的各种器官芯片。据介绍,生物活体正常情况下是动态的,而且具有一定的律动周期,当所研制的器官芯片配备了响应性运动的功能之后,它将更接近于真实的活体,这将帮助人们更有效地在微流控装置中去模拟器官功能。

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