“液态门”不是科幻场景 将在化学检测中呈现

2019-03-22

外星科技使用流动液态的“星际之门”,扭曲了时间和空间的虫洞,完成物质在宇宙中瞬间传送……这是在科幻电影《星际之门》中的场景。日前宣布在国际学术期刊《德国应用化学》上的一项研讨,可能让“液态门”一步步走向现实应用。

这项最新研讨成果来自于厦门大学化学化工学院和物理科学与技能学院双聘教授侯旭团队,该研讨初次提出了呼应性“液态门”的调控机制,通过选用限域空间物理化学界面设计,建立了一种物质检测的新方法,就像铸造的一把开门钥匙,能精确迅速打开特定的“液态门”。

初次构建呼应性“液态门”调控机制

在人们脑海中,“门”的概念一直是以固态的形式存在。而现实中,液体具有很强的流动性,其分子之间的彼此作用比固体中的分子弱。液体分子只在很小的区域内作有规则的摆放,这个区域是暂时构成的,鸿沟和巨细会随时改变,因遭到重力、离心力等的作用,液体便会很快流动,无法构成一个安稳的门。

遭到液态“星际之门”的启发,侯旭教授对“门”的形状,有了更为广义的了解,并初次提出了“液态门”的门控概念。

“液态门”,即液体在多孔薄膜中毛细力作用下,安稳填充在薄膜孔道内部,构成的一种闭合状态。假如“施加”一定压力,“液态门”会迅速开启,构成孔道内壁有液体层的通路,就像吸了水的海绵,需要通过挤压才干将水排出。

据了解,表面活性剂被誉为“工业味精”,因为其亲水亲油的特性,也称双亲分子。其能使液体的界面性质发生显着变化,广泛应用于制造番笕、洗发液、护肤品等。该团队研讨发现,当引入表面活性剂为门控液体,它将不同于其他液体,为“液态门”带来极其灵敏开关作用。

研讨人员进一步通过设计作为门控液体的表面活性剂,选用量子化学核算方法来得到表面活性剂双亲分子与待检测物质的最优结构和双亲分子的偶极矩,从而跳出了传统的化学检测方法,完成了简略、直观、无需消耗电能的微量化学检测,就像铸造一把开门的钥匙,可以精确迅速地打开特定的“液态门”。

无电可视化检测微量物质

近年来,微量物质检测技能一般选用光学、电学等信号的检测方法,通过专门的仪器设备对检测信号进行输出读取。因为该机理杂乱,往往不是直观取得的检测成果,对光源、电源等的需求条件限制了其设备的巨细;另外,一般需要专业人士进行操作,这些综合因素都会添加检测本钱。

而新的“液态门”体系,可以将功用门控液体中双亲分子与待检测物质特异性彼此作用导致的界面张力信息,转化为气体跨膜临界压力阈值变化信息。在检测时,该体系可动态调控通过薄膜的气体,具有压力驱动标记物移动特性。这种直观的微量物质检测新技能,可以完成待检测物成分、浓度变化信息的无电可视化检测。

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