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膠體組裝現(xiàn)象廣泛存在于自然界，人工組裝膠體結(jié)構(gòu)已應(yīng)用于光電材料、生物醫(yī)學(xué)和光電子設(shè)備中?，F(xiàn)有的自組裝技術(shù)主要基于固-液界面效應(yīng)構(gòu)建層層堆疊的膠體結(jié)構(gòu)，限制了膠體結(jié)構(gòu)的維度和復(fù)雜度。液滴作為一個(gè)具有三維結(jié)構(gòu)的微空間，不但能夠包裹不同化學(xué)成分的材料，而且可以限域/屏蔽光、電、熱等物理場(chǎng)，為新型結(jié)構(gòu)和功能材料的構(gòu)建提供了一個(gè)可靠、可行的模型。水玲玲課題組提出并驗(yàn)證了一種電-微流體組裝平臺(tái)（Electro-Microfluidic Assembly Platform, eMAP），實(shí)現(xiàn)了水滴內(nèi)的三維膠體組裝和操控。在該平臺(tái)上，水滴的介電泳作用可以使其自動(dòng)定位于電極圖案中，并且在電潤(rùn)濕/介電潤(rùn)濕作用下發(fā)生形變，促使水滴內(nèi)電場(chǎng)急劇增強(qiáng)。這一發(fā)現(xiàn)突破了傳統(tǒng)介電泳組裝技術(shù)作用距離短的局限，從而在相對(duì)“遠(yuǎn)場(chǎng)”空間實(shí)現(xiàn)了可編程的膠體組裝結(jié)構(gòu)。在這種eMAP器件上，通過電場(chǎng)、流體場(chǎng)與膠體材料的協(xié)同作用，成功實(shí)現(xiàn)了油包水液滴內(nèi)一元和二元膠體的動(dòng)態(tài)組裝超結(jié)構(gòu)。

膠體超結(jié)構(gòu)賦予了微液滴可定制的化學(xué)、物理功能以及各向異性特征，通過高通量集成技術(shù)成功制備出大面積功能液滴陣列芯片，并展示該液滴陣列在高通量微球顆粒制備、光開關(guān)及顯示技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。本研究成果驗(yàn)證了在油包水乳液液滴內(nèi)部構(gòu)建三維膠體結(jié)構(gòu)的可行性和優(yōu)越性，為可編程膠體組裝結(jié)構(gòu)應(yīng)用于光電材料與器件和生物信息技術(shù)領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。

華南師范大學(xué)水玲玲教授課題組長(zhǎng)期深耕微流控技術(shù)，在微流控生物芯片和電流控顯示材料與器件領(lǐng)域取得了一系列成果。近五年，在Advanced Science, ACS Nano, Biosensors & Bioelectronics, Advanced Optical Materials, Nano Energy等期刊上，以第一單位通訊作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文50多篇。

論文鏈接： https://doi.org/10.1002/advs.202203341