據麥姆斯咨詢報道，近日，哈爾濱工業大學機電學院任玉坤教授團隊在自供電微流控系統研究方面取得重要進展。研究成果以《基于摩擦納米電機的自供電介電泳微粒操控平臺》（A Self-Powered Dielectrophoretic Microparticle Manipulation Platform Based on a Triboelectric Nanogenerator）為題，發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。該研究成果為微流控技術在缺少電源供應的災后檢測、欠發達地區應用等方面提供重要技術支撐。

微流控技術又稱“芯片實驗室”，是可在微納米尺度管道內處理或操縱微小流體的多學科交叉技術，在化學、流體物理、微電子、新材料和生物醫學工程等領域均展示出巨大潛力。值得一提的是，微流控芯片在新型數字聚合酶鏈式反應、液體活檢等醫學檢測領域正在進行新的技術變革。然而，從工程技術角度而言，實現該功能通常需要較大的電源供應、顯微鏡系統等輔助設備支持，因此，微流控裝備的便攜化是其大范圍應用的關鍵。

針對此問題，研究團隊將摩擦納米電機引入微流控研究領域。由于摩擦納米發電機是可持續電源，能充分利用自然環境中的機械能（如風能、波浪能等）持續輸出電子，可有效避免傳統大型電源的使用，實現微流控裝備的便攜化。該研究成果由摩擦納米發電機、整流濾波電路和微流控芯片3個部分組成。整流濾波電路將電機產生的高壓交流信號轉化為直流信號施加在微流控芯片上，通過介電泳技術，成功實現標準微米顆粒及生物細胞高效分離，驗證了該研究的合理性。

自供電介電泳微粒操控平臺示意圖

蛇形通道內聚苯乙烯微粒聚集效果仿真和實驗對比圖

兩種聚苯乙烯微粒分離效果仿真和實驗對比圖

在便攜式檢測平臺上進行細胞分離結果圖

哈爾濱工業大學機電學院2020級博士研究生周健為論文第一作者。任玉坤教授為論文唯一通訊作者。哈爾濱工業大學為論文唯一通訊單位。哈爾濱工業大學機電學院陶冶老師、碩士研究生薛睿為論文共同作者。

該研究獲得國家級青年人才基金、國家自然科學基金、哈爾濱工業大學“理工醫交叉研究項目”等經費支持。

審核編輯：郭婷