通过绳索卷绕高通量测量微纤维弹性模量
软凝聚态物质
2024-03-20 v1
摘要
在许多领域中，测量微小脆弱纤维（如丝状细菌、肌动蛋白丝、DNA、碳纳米管和功能性微纤维）的弹性模量都备受关注。弹性模量通常通过显微镜下的精密拉伸测试来推导，但通量低，且受限于耗时且需要熟练操作的样品加载/卸载过程。在此，我们展示了一种简单的微流控方法，利用局部压缩下的绳索卷绕现象，实现微纤维弹性模量的高通量测量，且连续测量之间无需样品加载/卸载。当微纤维从小通道流入宽通道时，绳索卷绕现象会自发产生。通过测量屈曲长度或卷绕半径即可确定弹性模量。该方法目前的通量为每小时 3300 根纤维，比拉伸测试仪高出一千倍。我们通过测试一根轴向弹性模量变化的非均匀纤维，证明了该方法的可行性。我们还展示了其在微流控生产线中进行原位在线测量的能力。我们设想，高通量测量可能有助于诸如按力学性能筛选或分选以及微纤维生产过程中的实时控制等潜在应用。
引用
@article{arxiv.2403.12225,
title = {High-throughput measurement of elastic moduli of microfibers by rope coiling},
author = {Yuan Liu and Jack Hau Yung Lo and Janine K. Nunes and Howard A. Stone and Ho Cheung Shum},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.12225},
year = {2024}
}