邓道盛/胡曼课题组利用激光实现水下气泡的3D精准操控

实现液滴或气泡的精准灵活操控对于微流控芯片、生物医药传递、软机器人等领域的应用至关重要。目前操控或驱动手段主要有两种方法，一种是对界面材料改性或引入微结构设计的被动式方法，但基底表面性质需要对材料进行预处理，而且气泡始终限制在平面或弯曲的二维空间内运动，另一种是借助外加物理场的主动调控方法，具有更大的操控自由度，且气泡或液滴呈现出的运动特性与所加外力场息息相关。但目前对于实现气泡或液滴在三维空间尺度上的高效灵活非接触式操控仍然具有挑战。

近日，复旦大学航空航天系邓道盛/胡曼课题组开展激光操控水下气泡弹跳运动的相关研究，巧妙利用纯水介质对980 nm近红外激光的体吸收光热响应特性，结合固/液界面对流传热，构建了独特的逆温层区域，观察到了气泡在液体内部作周期性的定点弹跳运动以及跟随弹跳运动的三维运动模式。相关成果以“Near-infrared-laser-navigated dancing bubble within water via a thermally conductive interface”为题发表于Nature Communications。

该研究提出了一种非接触高效三维操控气泡的体系，揭示了纯水介质中激光驱动气泡弹跳运动的内在机理，为开发设计新型的光流控器件做出了有益探索。复旦大学航空航天系青年副研究员胡曼和博士生王峰为该论文共同第一作者，胡曼和邓道盛研究员是论文的共同通讯作者。论文的合作者包括上海大学庄启亮教授；复旦大学航空航天系博士后霍鹏和顾希，博士生陈力和李雨琪。(来源：综述复旦大学）