
每种液体都会显现出不同的字母。
新闻焦点:科学家们开发出了一种芯片,能够即时识别施加到其表面的液体。
仅凭液体独特的表面张力即可实现。集成到手持设备中,它可以帮助有毒场地修复人员弄清楚那种不祥的透明液体究竟是什么。对于喜欢在树屋里玩耍的孩子们来说,还有一个额外的好处:根据所施加的液体不同,芯片上会显示出不同的秘密信息。背景信息:
材料科学家——简单来说,他们研究物质——长期以来一直对液体如何穿过珊瑚或骨骼等物质的微小孔隙感兴趣。
通过在实验室用玻璃构建珊瑚状结构,然后用各种化学物质处理它们,他们可以阻止某些液体渗入孔隙迷宫,而让其他液体畅通无阻。物质吸收液体的能力被称为“润湿性”,这就像你可以想象的那样,是大量研究的主题——它也是你的雨衣保持干燥而你的海绵却能吸饱果汁的原因。
液体渗入孔隙的能力取决于其自身的物理特性以及物质的润湿性。例如,糖浆太粘稠,无法渗入小于特定尺寸的孔隙,而乙醇则几乎可以穿过任何东西。液体表面张力——能让它们形成液滴的特性——对于它们渗透物质的能力尤为重要,而这正是研究人员用来区分其芯片上液体特性的性质。

降低乙醇浓度会显现出新的字母。
运作方式
在这种情况下,研究人员用珊瑚状玻璃制作了一个芯片,然后在其上应用了一系列模板。
通过在芯片表面放置字母形状的模板,并将周围的材料暴露于某种化学物质,他们在字母与芯片其余部分的润湿性之间造成了差异。他们这样做了几次,使用了不同的形状和不同的化学物质,因此每个字母或符号在吸收哪种液体(具有多少表面张力)方面都有其特定的偏好。
当芯片干燥时,表面是闪亮的,没有标记。但当他们用乙醇擦拭它时,字母“I”就显现出来了。它周围的表面吸收了混合物,变得黑暗,而字母“I”保持干燥。仅仅稍微降低乙醇的浓度,就会显现出另一个字母,然后又一个,又一个,拼出了“W-INK”,这是团队为他们的发明——Watermark Ink——所起的名字。
在工业环境中,模板可以非常小,因此经过多种化学物质处理的芯片可以区分大量不同的液体。
未来展望:该系统非常灵敏,如其区分不同浓度乙醇的能力所示。该团队认为,它可用于官员检查不同种类汽油的纯度,以及用于野外的环境清理工人——而化学加密的可能性当然不容小觑。也许将来,特工们会得到建议,随身携带一加仑乙醇来解密他们的指示。参考文献:在化学功能化的 3D 光子晶体中编码复杂的润湿性图案。
I.B. Burgess, L. Mishchenko, B.D. Hatton, M. Kolle, M. Loncar, J. Aizenberg. J. Am. Chem. Soc. (2011) http://youtu.be/968nX-ZA5KE








