北京
超声波使气泡共振，产生振动，推动周围流体。
康奈尔大学的研究人员开发了一种基于芯片的系统，可按需生成并控制氢气微气泡。通过引导气泡操纵流体流动，这项技术有望为靶向药物递送等应用铺平道路。
在实验中，他们利用超声波（声波）的能量，为芯片上3毫米区域内设置的气泡供能，以操纵液体流动。该装置在电极网格上产生这些气泡，从而实现电控。
实时微气泡控制
新构建的系统可实时编程，研究人员现在能够精确地在他们想要的时间和位置产生单个气泡，控制其大小和数量，并通过电子方式操纵它们。他们可以单独或成组控制气泡运动。这使他们能够按需引导液体流动。
据研究人员称，这项技术可能具有医学应用，因为它为创建可重构微流控装置打开了大门，这些装置可能实现精确药物递送。
“借助这个气泡阵列，我们可以实时控制气泡的大小、数量和位置，因此可以编程控制流动方向，”这项发表于《科学进展》的新研究的作者 Zhiyuan Zhang 说。
大小决定流体流动
Zhiyuan Zhang 使用了一个在康奈尔纳米尺度科学与技术设施制造的芯片，该芯片由九个排列成正方形的微小电极组成，可产生大小在10至100微米之间的气泡。
为了产生单个氢气气泡，他利用电流分解水分子。施加电压的时间越长，气泡就越大。产生气泡后，研究人员将系统暴露于声能中。这些超声波使气泡共振，产生振动，从而推动周围流体。
研究人员指出，在控制流体流动时，气泡的大小至关重要。气泡大小决定共振所需的超声频率。他们补充说，频率匹配得当会产生强流体流动。
“气泡的大小决定气泡的共振频率，”康奈尔大学物理系教授伊泰·科恩说。“如果你施加40千赫兹的超声波，而气泡太小或太大，那么它不会显著振荡。但如果它的尺寸正好能在40千赫兹下共振，你就会获得大量流动，”他在一份声明中补充道。
该研究表明，可以使用单个或多个气泡产生流动。单个气泡在被调至共振时，通过将能量传递给邻近流体来产生流体流动。多个气泡可以协同工作：如果它们大小相同，就会产生对称流。对于不同大小的气泡，实验表明，最大气泡的尺寸决定流动方向。
研究人员说，通过改变气泡的位置也可以实现可编程运动，例如将流动从左转到右，或通过将五个气泡排列成L形，使流动沿曲线方向移动。同样，他们可以通过改变电压来调整流动。他们发现，更高的电压会产生一团气泡，形成快速流动。因此，只需打开超声，他们就能将气泡射向特定方向。
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