胶体微器件的设计研究取得进展

胶体溶液由介观尺寸(1纳米-10微米)的粒子悬浮在流体溶剂之中所构成。由于胶体粒子和微流通道在尺寸上的天然匹配,以及胶体合成与微纳流技术的快速发展,近年来胶体粒子经常被用来制作微流器件,在微流环境中执行特定任务。胶体微器件不仅具有重要的应用价值,而且由于其工作于非平衡且热涨显著的环境中,也为研究非平衡统计物理提供了理想的模型系统。

胶体微器件的开发并不只是把宏观器件缩小到介观尺度的技术问题,因为微尺度流体环境具有与宏观尺度完全不同的物理特征,例如:(1)表面与体积比很大,以至于表面效应十分重要,(2)热涨落显著,(3)雷诺数低。如何根据微流环境的这些特点来设计新型高性能的胶体微器件是软凝聚态物理研究领域的一个热点方向。

相关结果最近发表在[Phys. Rev. Applied.12, 034051 (2019);Phys. Rev. Applied.11, 054004 (2019)]上。该项目获得国家自然科学基金(批准号11874397, 11674365, 11474327, 11774393)、科技部“973”项目(2015CB85680)的资助。