研究人員發(fā)現(xiàn)，將高分子水凝膠材料涂在玻璃微管內(nèi)部，可明顯改變毛細(xì)管吸附水進(jìn)入微結(jié)構(gòu)的方式。這一發(fā)現(xiàn)可能為控制微流系統(tǒng)提供一種新的方法，包括流行的芯片實(shí)驗(yàn)室（lab-on-a-chip）裝置。

    毛細(xì)作用將水和其他液體吸進(jìn)狹窄的空間，如管、吸管、燈芯以及紙巾，其流速可通過簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)分析進(jìn)行預(yù)測(cè)。但佐治亞理工學(xué)院的研究人員一次偶然的觀察發(fā)現(xiàn)在水凝膠膜線性管吸附水基液體的情況下，這種預(yù)測(cè)需要重新計(jì)算。

    “水基液體并不按照傳統(tǒng)設(shè)想的方式移動(dòng)，而是滑到管的另一個(gè)位置，卡住，然后繼續(xù)滑動(dòng)——這個(gè)過程不斷重復(fù)?！弊糁蝸喞砉W(xué)院George W. Woodruff機(jī)械工程學(xué)院的Andrei Fedorov教授如此解釋，“液體并不是以隨時(shí)間推移不斷減小的滲透速率填充滿這個(gè)管，而是以一個(gè)幾乎恒定的速率進(jìn)入水凝膠涂層毛細(xì)管。這與我們?cè)O(shè)想的結(jié)果相去甚遠(yuǎn)?！?/P>

    該結(jié)果由佐治亞理工學(xué)院仿生中心所發(fā)現(xiàn)，受到美國(guó)空軍科學(xué)研究辦公室（Air Force Office of Scientific Research，AFOSR）的資助，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《軟物質(zhì)》（Soft Matter）期刊上。

    一旦玻璃微管的開口暴露于水滴之下，液體就會(huì)開始流入管中，受到液體表面張力和液體與管壁之間附著力共同作用的拉力。形成一種彎液面，即水柱邊緣的水呈現(xiàn)彎曲表面。通過毛細(xì)管作用，普通的硅化硼玻璃管以逐漸降低的速度被填充滿，速度隨時(shí)間的平方根逐漸降低。

    然而，當(dāng)管內(nèi)部涂有一層很薄的聚N異丙基丙烯酰胺（“智能”高分子，PNIPAM）時(shí)，所有的一切都發(fā)生了改變。水進(jìn)入內(nèi)部涂有干燥水凝膠薄膜的管時(shí)，首先必須潤(rùn)濕薄膜，并使其膨脹，才可以繼續(xù)深入到管中。潤(rùn)濕和膨脹不是同時(shí)發(fā)生。