近期，我校5060全迅白菜信息材料物理与器件团队在Nature子刊 Nature Communications上发表题为“Self-powered droplet manipulation for full human-droplet interaction in multiple mediums”的最近研究成果，白菜网大全论坛孙剑峰博士为第一作者，陈杰副教授为第一通讯作者，重庆大学郭恒宇教授、陆军军医大学张玲君老师为共同通讯作者，我校为第一完成单位，重庆大学、陆军军医大学为合作单位。
液滴操控在能源、环境和医疗等领域都极具发展潜力。然而现有的液滴操控系统仍然缺乏一种能同时满足自供能、人与液滴相互作用、高效率、灵活性和通用性要求的方法。为了解决这一问题，研究团队开发了一个基于全向摩擦电镊子的人与液滴交互平台，该平台可直接利用人体运动产生的摩擦电荷来操控液滴。全向摩擦电镊子（OTT）通过简单的滑动动作，产生操控液滴所需的电荷和电场，从而摆脱了对传统电源和复杂电极阵列的依赖。此外，其全向操作能力进一步提高了液滴操控的灵活性和精确性。这项工作展示了通过手部动作在气相和液相中对液滴进行有效操控的能力，能够实现一系列操作，如高效运输、精确定位、灵活转向、化学反应混合以及药物提取等，彰显了其广泛的应用能力。
这项工作展示了一个基于全向摩擦电镊子的人与液滴交互平台，该平台利用全向摩擦纳米发电机（O-TENG）的设计，实现了在多种介质中对液滴进行灵活且精确的操控。全向摩擦纳米发电机的工作模式已从传统的一维线性运动提升为二维平面运动，显著增强了其通用性。值得注意的是，全向摩擦纳米发电机展现出强大的输出能力，在80毫米的滑动距离上可实现11.7千伏的输出电压。这一能力与静电镊子相结合，使得全向摩擦电镊子系统不仅能够为液滴提供电荷并产生电场，还能够精确控制液滴的运动方向，解决了诸如需要外部电源、复杂的电极阵列以及操作灵活性受限等问题。直接电荷注入方法能够为液滴提供大量电荷，而强大的静电力则确保了对液滴进行高效且精确的操控。对气相和液相中支配液滴行为的力进行的理论分析，阐明了所施加的电压（与摩擦纳米发电机的滑动距离成正比）与液滴速度之间的关系。展示了基于全向摩擦电镊子的液滴操控在空气和二甲基硅油中的通用性，实现了一系列复杂的运动，如高速移液、精确定位、灵活转向、化学反应的混合以及非侵入性样品提取。这些复杂的操控是通过手部动作控制来完成的，彰显了人与液滴交互的同步性和精确性。
信息材料物理与器件团队在5060全迅白菜有组织科研的引领下，发挥团队协作能力持续创新，连续在Nature Communications、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Energy Materials等材料物理类权威期刊发表论文，产生广泛学术影响。
图：OTT平台的多模态液滴操作
原文连接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-57656-2
