香港城大曹之胤教授 AM: 轨道电润湿开启液滴操控新范式

本文由香港城市大学曹之胤教授团队联合香港理工大学王钻开教授、大连理工大学姜东岳教授发表于Advanced Materials，系统总结了轨道电润湿（OEW）这一新兴液滴操控技术。背景方面，传统电润湿液滴操控依赖大量独立寻址电极，存在布线复杂、控制系统庞大等问题，限制了长距离输运和高通量操作。研究目的在于提出并发展轨道电润湿技术，通过非对称电润湿力和静电能量梯度，驱动液滴沿预设轨道实现连续、高速、稳定运动。结论指出，轨道电润湿仅需极少数量电极和简单全局激励，显著降低电路复杂度并提升操控效率。在双尺度超疏水表面上，液滴运动速度可达约210 mm/s，约为传统电润湿的5倍；在油浸润表面（SLIPS）上，可实现多种液体的稳定输运。通过轨道设计，该技术还能实现液滴合并、分裂、混合等基础微流控操作。未来，轨道电润湿有望发展为可编程微流控平台，并在光伏除雾、冷凝传热强化、大气水收集等领域具有广阔应用前景。