Физики из Гонконгского Научно-Технологического Университета разработали микрофлюидное устройство, которое может пропускать через себя воду лишь в одном направлении. Оно выполняет роль диода для тока жидкости, по аналогии с классическим полупроводниковым диодом. Разработка описана в журнале Physical Review Letters, кратко о ней рассказывает издание Physics.
Авторы работы предложили новое устройство, ток жидкости в котором зависит от его направления. Жидкостный диод состоит из 200 наноканалов, одни из концов которых сделаны из гидрофильного оксида кремния, а другие — из гидрофобного оксида алюминия. Внутри элемента они располагаются между двумя микроканалами, по которым текла деионизованная вода.
Для проверки устройства физики изменяли давление в устройстве и вплоть до давлений в 6,3 атмосферы вода текла только в направлении от гидрофильного конца к гидрофобному. Обратному течению мешают силы отталкивания, не пропускающие воду на входе в капилляр. При более высоких давлениях, тем не менее, ток от гидрофобного конца к гидрофильному все же возникал. Но он был значительно слабее прямого вплоть до давлений в 30 атмосфер, когда токи сравнивались.
Жидкостные диоды — устройства, способные управлять током жидкости в микрофлюидных системах. Например, они способны предотвращать загрязнение реагентов содержимым реакционного сосуда, в который этот реагент подается. Простым вариантом жидкостного диода может являться клапан, однако он требует подвода к нему энергии для своей работы. Ранее энергонезависимые диоды были разработаны для течения жидкостей с необычными вязкими свойствами — гелей и различных полимеров.