本网讯 2025年3月12日，我校特种装备与极端制造科研团队在国际著名期刊《Nano Letters》（SCI一区TOP期刊，IF：9.6）上发表了题为“3D Self-Driven Underwater Aerofluidic Systems Woven with Femtosecond Laser-Structured Superhydrophobic Wires”的研究论文。该论文为团队近期连续发表的第二篇高水平论文，机电学院研究生梅新伶为该论文第一作者，青年教师彭玉斌博士为共同第一作者，姚燕生教授与中国科技大学吴东教授、雍佳乐副研究员为通讯作者。
图1 在线发表论文页面
近年来，微流控技术在现代科学技术中得到了广泛的应用，目前已有大量mg电子游戏官网_mg老虎机游戏-电玩城下载操控水下气泡的研究报道，但是这些研究报道中的气泡是作为一个整体被移动或转移的，不能在微观层面操控痕量气体。鉴于二维气流控系统存在的固有局限性，本论文作者提出了一种三维自驱动气流控技术新策略，在304不锈钢金属丝上利用飞秒激光诱导表面微纳结构，并通过烘箱进行加热处理制备了超疏水金属丝，将中国传统编织技术与超疏水金属丝相结合，构建出了三维水下气流控系统。在水中，飞秒激光结构化的超疏水不锈钢金属丝在水环境中会截留空气，这为所设计的气流控系统中的气体传输提供了一个微尺度通道。由超疏水金属丝编织而成的不同圆形区域上的气泡，其拉普拉斯压差能够驱动气体传输，使气体在三维空间中沿着微尺度连接线自发流动。研究发现，不同的水下气流控系统只需相互接触就能连接在一起，这样各种单元就能轻松集成到一个多功能气流控系统中。除了基本的按需气体输送功能外，通过这些集成系统还能实现气体分裂、气体合并、气体二极管功能以及多线/多气体操作。
图2 气流控系统的三维自驱动气体传输
本项研究所提出的三维气流控技术将会在微检测、微分析、高灵敏度传感器、生物医学工程和环境保护等领域开辟一系列与痕量气体相关的应用，推动气流控领域的发展。
图3 本论文研究过程中取得的发明专利
近年来，我校特种装备与极端制造科研团队与中国科技大学高水平团队密切合作，在飞秒激光加工和气、液、固三种形态物质的微细操控领域发表高水平论文成果的同时，还取得了多项相关技术发明专利，研究生培养质量逐年提升。（文/图：秦莹、梅新伶，一审:刘翔宇；二审：陈中：三审：叶少宝）
