基于铌酸锂夹层结构的光伏微流控技术实现避光式介电液体定向输运与连续填充

【编辑推荐】针对光伏微流控技术中激光直射导致光敏靶标损伤的难题，研究人员创新性地通过激光预扫描在LiNbO3(LN)夹层结构构建光伏电荷路径，实现了介电液体沿预设路径的避光往复运动与定向连续填充。研究对比LN/LN和LN/Glass两种夹层结构的微流控行为，提出界面光伏电荷转移-复合机制，成功实现荧光染料（抗光漂白）和脆弱颗粒（抗光降解）的安全递送，为LN基生化光子微流控平台开发奠定基础。

　　

在生化反应和药物合成领域，光伏微流控技术面临核心挑战：激光直射微流体易造成光敏靶标的光损伤。这项研究通过激光预扫描在铌酸锂(LiNbO₃, LN)夹层结构上构建光伏电荷路径，巧妙实现了介电液体沿预设路径的"避光式往复运动"和"定向连续填充"。团队对比分析了LN/LN与LN/Glass两种夹层结构的微流体行为差异，提出创新的界面光伏电荷转移-复合机制——夹层结构一侧LN表面的负电荷通过液/气界面转移至电势更低的另一侧LN表面，并与该处的正电荷复合。

利用LN/LN结构的避光操控模式，研究成功实现了两类敏感物质的安运输：易发生光漂白的荧光染料和易光降解的脆弱颗粒。更令人振奋的是，LN/Glass结构中的界面电荷转移被显著抑制，这不仅减少了液体填充线的断裂，更使得复杂图案（一维/二维）的避光式定向连续填充成为可能。该成果为开发新一代LN基生化光子微流控平台提供了关键技术支撑，在避免光损伤的同时拓展了微流控系统的应用边界。