弹性毛细驱动二维纳米开关实现仄升尺度液体封装
软凝聚态物质
2024-01-04 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
生物纳米结构会响应外部刺激而改变其形状与功能，人们已付出大量努力来设计基于类似原理的人工仿生器件。本工作中，我们展示了一种由弹性毛细（elastocapillarity）驱动的、可编程纳米流体开关，其基于由层状二维纳米材料构建的纳米通道，这些材料具有原子级光滑表面和优异的机械性能。我们探索了该纳米开关的工作模式，并发展了用以解释该现象的理论框架。通过预测基于材料、界面与润湿性质以及纳米流体回路几何结构的开关可逆性相图，我们合理设计了可切换纳米胶囊，能够封装小至病毒所封装体积的仄升（zeptoliter）量级液体。该纳米开关将作为集成纳米流体回路中的有源元件得到有益应用，并可用于探索纳米限域化学与生物化学，或并入形状可编程材料之中。
引用
@article{arxiv.2311.08748,
title = {Elastocapillarity-driven 2D nano-switches enable zeptoliter-scale liquid encapsulation},
author = {Nathan Ronceray and Massimo Spina and Vanessa Hui Yin Chou and Chwee Teck Lim and Andre K. Geim and Slaven Garaj},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.08748},
year = {2024}
}