比发丝更细的“河”，流淌着无尽可能( 二 ) 文鸽灰微流体无处不在—

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Folch的作品，图片来自YouTube
流体运动时受到惯性力和黏性力的作用；惯性力比黏性力的值就是雷诺数，能够反映哪一个力对运动起主导作用。当惯性力起主导作用，雷诺数较大，流体的流动是湍流，例如水彩颜料在画纸上自由混合；而当黏性力起主导作用，即雷诺数较小的时候，流体便会发生日常生活中较为少见的层流。

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层流可逆性实验，图片来YouTube
微流控芯片中的管道直径在微米级别，其中的流体会因所受粘性力远大于惯性力而发生层流，就像“在狭窄的走廊里人们会有序地移动；每个人都贴紧墙壁，保持在队列里” 。此时，流体沿平行线线性地流动，几乎不发生混合（毛细血管中的血液也是这样流动的）。
层流使得不同试剂“能同时保持自身的流型不变只在相与相的接触界面上反应或分子扩散，并且具有较高的稳定性” ，故而在萃取、纳米材料制备、燃料电池等多个领域得到广泛应用。
另一位科学家坦纳·内维尔（TannerNeville）的微流控艺术品显得更加具象——下图不是钢笔建筑速写，而是他在芯片上“画”出的金门大桥和加州大学伯克利分校坎帕尼钟楼。 “钟楼”仅仅由6条流体通道组成，且所有这些长通道的末端都是死角。为了使液体顺利地推进死角中，芯片在强真空下使用聚二甲基硅氧烷材料制备。在紫外线照射下，这些有机染料被固定为永久性的颜色。

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Nevile的作品，图片来自gizmodo

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灌入染料的常春藤叶片，图片来自wiley
微流控艺术也不仅限于染料。冉·多里（RanDrori）在微流控芯片中创造出了别样的雪花；当温度突然降低，冰晶如树枝般在微流控通道中生长。大卫·卡斯特罗（DavidCastro）和大卫·康乔索（DavidConchouso）的作品则仿佛科幻作品里从航天器窗口望见的未知星体；它实际上是一滴充满混有人类C反应蛋白的凝集乳胶珠的液滴。

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【比发丝更细的“河”，流淌着无尽可能】冰晶，图片来自biophysics.org

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液滴，图片来自RoyalSocietyofChemistry
下图的“彩色骰子” ，其实是由超顺磁性胶体纳米晶簇和光固化单体溶液混合制成的颗粒。通过控制超顺磁性胶体纳米晶体间的距离，其所反射的光线也被控制，故而显示出预制的图案；当磁场改变，颜色也随之改变。通过光刻技术，微米级的彩色点被固定在颗粒的表面；这些小点可以在实验中起到区分、标识的作用，比起没有色彩的传统二进制编码方式，编码容量大大增加。

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六角形二维色标微粒，图片来自Nature
略微遗憾的是，这些艺术作品并非来自美术家的工作室，而是科学家的实验室，实为科学研究的调剂品和副产物。还望微流控技术早日走出实验室，如电子芯片一般走入千家万户。
Reference:
方肇伦.微流控分析芯片发展与展望[J].大学化学,2001(02):1-6
方肇伦,方群.微流控芯片发展与展望[J].现代科学仪器,2001(04):3-6.