液-固摩擦电微液滴传感器

无扰自供能监测

利用液-固摩擦电效应实现对微流控芯片内微液滴频率、长度和速度的原位无损监测，避免了传统方法的高成本和交叉污染风险。

Li, Hengyu · Gao, Qi · Zhao, Da · 于洋 · Xiang, Qin · Chang, Xiaojun · Wang, Zhong Lin · 龙威 · 程廷海

Advanced Materials 2023

参数信息

液滴频率监测决定系数

0.998

液滴长度监测决定系数

0.997

液滴速度监测决定系数

0.995

技术优势

不干扰液滴

传感原理基于液滴流经时的摩擦起电，不接触、不改变液滴路径，避免了传统电极接触式检测对液滴运动的干扰。

无需外部电源

液滴本身触发摩擦电信号，传感器无需电池或外接电源，适合集成到便携式和密闭微流控系统中。

成本低

采用液-固摩擦纳米发电机，材料简单、结构易加工，相比荧光或高速摄像等昂贵方法，硬件成本显著降低。

应用场景

• 微流控液滴分析：在单细胞分析和数字PCR中实时监测每个液滴的参数，无需标记或外接设备。
• 自供能传感器：用液滴触发摩擦电信号，省去电源模块，适合植入式或微型化传感节点。
• 物联网传感节点：自供能特性使传感器节点无需电池即可长期部署在微流控网络中。
• 生化传感：非侵入监测避免污染试剂，可用在药物筛选、酶反应等生化过程的液滴中。