液體動態(tài)行為操縱在防結(jié)冰、液體輸運(yùn)、微流控等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。利用異質(zhì)浸潤性表面可以精確調(diào)控液體表界面作用力，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動態(tài)行為的控制。

近年來，中國科學(xué)院化學(xué)研究所綠色印刷院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋延林課題組探討了異質(zhì)浸潤性表面對液滴動態(tài)行為的調(diào)控規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了液體復(fù)雜行為的精確操縱。

近期，該課題組在通過圖案化浸潤性調(diào)控液滴振動行為方面取得進(jìn)展。振動轉(zhuǎn)換廣泛應(yīng)用于能量收集、信號傳輸和微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動或能量的非對稱轉(zhuǎn)換，通常使用超材料機(jī)器人或不對稱微納結(jié)構(gòu)，需要持續(xù)的能量輸入，制備復(fù)雜，且輸出模式有限?？蒲腥藛T探索了利用浸潤性圖案化基底調(diào)控液滴振動行為的方法，實(shí)現(xiàn)了對特定振動的對稱/非對稱轉(zhuǎn)換和多模式響應(yīng)。當(dāng)基底水平振動時，液滴的振動行為受到浸潤性圖案對稱性的調(diào)控，表現(xiàn)出對稱或非對稱的振動轉(zhuǎn)換。利用圖案陣列調(diào)控液滴陣列行為，形成基于液滴的機(jī)械轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，可以在輸入振動固定的情況下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基板的三維多模式驅(qū)動，包括沿x軸、y軸、z軸的平動和繞x軸、y軸、z軸的轉(zhuǎn)動。以此為基礎(chǔ)，該工作展示了液滴機(jī)械轉(zhuǎn)換器在抗震設(shè)計(jì)、物體定向輸運(yùn)和激光調(diào)制中的應(yīng)用。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)技術(shù)部、中國科學(xué)院的支持。

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液滴表現(xiàn)出不同于剛體和水凝膠的振動行為，能夠在浸潤性圖案的調(diào)控下將對稱的振動輸入轉(zhuǎn)化為不對稱的振動輸出