香港城大曹之胤教授最新AM: 轨道电润湿开启液滴操控新范式

本文是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在《Advanced Materials》期刊发表的Perspective论文，系统总结了新兴液滴操控技术——轨道电润湿（Orbital Electrowetting, OEW）。研究背景方面，传统电润湿技术依赖大量独立寻址电极进行“逐步式”液滴运动，存在电极数量多、布线复杂和控制庞大等问题；轨道电润湿通过非对称电润湿力和静电能量梯度，实现了液滴沿预设轨道的连续、高速和稳定运动。研究目的在于探索OEW的物理机制、结构设计、材料平台和应用前景。结论表明：在双尺度超疏水表面上，OEW可实现约210 mm/s的液滴运动速度，约为传统电润湿的5倍，并能完成复杂轨迹转弯、抗重力爬升和超过1000次循环运行；在油浸润表面（SLIPS）上，可稳定输运多种液体，速度可达120 mm/s。通过轨道结构设计，OEW还能实现液滴合并、分裂、混合、多通道传输和垂直爬升等微流控操作，有望发展为可编程微流控平台。未来需解决双向运动、位置分辨控制和长期稳定性等挑战，并在光伏除雾、冷凝传热、水收集等领域具有广阔应用前景。