我國(guó)科學(xué)家讓水滴穿上"鎧甲":成理想的化學(xué)反應(yīng)器
水是地球上最常見(jiàn)的物質(zhì)之一。多年來(lái),西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院臧渡洋教授團(tuán)隊(duì)一直孜孜不倦地研究水滴。他們給水滴穿上“鎧甲”,使之變成穩(wěn)定的“液體彈珠”,并最終成為理想的微型生物/化學(xué)反應(yīng)器,在細(xì)胞培養(yǎng)中起到重要作用。 穿上“微納”鎧甲后,水滴成為“液體彈珠。西北工業(yè)大學(xué)供圖 給水滴穿上“鎧甲”,一切都變了 一滴雨水,從天而降,落到地上,在重力作用下,變成了不規(guī)則的“一攤”,這幾乎是我們每個(gè)人的常識(shí)。但有時(shí)候,如果地面有細(xì)細(xì)的灰塵,雨滴掉在上面,在灰塵里打個(gè)滾,穿著“灰塵”外衣的雨滴便能穩(wěn)定地保持“水滴”的形狀。 從這個(gè)原理出發(fā),臧渡洋教授團(tuán)隊(duì)用一層微納米顆粒均勻地包裹在水滴表面,為水滴“穿上鎧甲”。這時(shí)的水滴,落到桌面后不會(huì)馬上攤開(kāi)并沾在上面,而是成為一顆“液體彈珠”,不但可以保持形態(tài)在桌面滾動(dòng),甚至還可以蹦來(lái)蹦去。 正因?yàn)橛羞@層不潤(rùn)濕的微納“鎧甲”,讓水滴有了“常形”,才使操控、轉(zhuǎn)移水滴成為可能。而這種穩(wěn)定的“液體彈珠”,更可作為理想的微型生物/化學(xué)反應(yīng)器。 與普通的培養(yǎng)皿比較,這種“立體”的反應(yīng)器具有巨大的優(yōu)勢(shì)。比如細(xì)胞培養(yǎng)——傳統(tǒng)的培養(yǎng)皿中,細(xì)胞常常進(jìn)行二維生長(zhǎng),且有接觸到器皿壁被污染的風(fēng)險(xiǎn);而在水滴“立體”反應(yīng)器中,細(xì)胞可以進(jìn)行三維生長(zhǎng),且不會(huì)接觸“器皿壁”。 臧教授課題組曾與澳大利亞莫納什大學(xué)合作,將老鼠的胚胎干細(xì)胞放在液體彈珠中培養(yǎng),成功培育出了三維心肌細(xì)胞。 “超聲的手”,操控水滴于無(wú)形 在魏炳波院士和法國(guó)巴黎薩克雷大學(xué)多米尼克?朗之萬(wàn)教授長(zhǎng)期指導(dǎo)下,臧教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開(kāi)展了用聲場(chǎng)控制水滴的研究。 |