第119期 2016年6月刊
 
 
 
发行人:林恭如所长  编辑委员:吴肇欣教授  主编:林筱文  发行日期:2016.06.30
 
 

~ 2016 光电杯球类竞赛  花絮报导 ~

(时间:2016年5月29日;地点:台科大室内体育馆

花絮整理:所学会会长黄郁庭

光电所的同学除了学习优秀、研究认真、做人诚恳踏实外,在体育方面也表现得可圈可点,许多人脱下实验袍后就变成了运动健将,在各个运动领域独领风骚。因此所学会决定办一场球类竞赛让大家彼此切磋,为我们研究所的夏天留下美好精采的回忆,以后老了还能拿来佐茶,与儿孙分享。

当天是个非常晴朗的好天气,气温来到了30度以上,我们选择在台科大的室内体育馆举办篮球大赛与羽球大赛,虽然没有冷气、篮球场也没有罚球线与三分球线,但所学会优秀的干部们一一解决了许多突发的状况,也让整天的活动都非常顺利圆满。

首先打头阵的是羽球的团体组比赛,我们可以发现有几位校队的人潜藏在光电所里,高手之间的对决非常刺激紧张,让现场气氛提升到最高点;而轻松欢乐的对打也是有趣,可以看到参赛者们非常投入于享受这场比赛,不为输赢,只为心情的舒畅。最后是由「学姐说的队」队伍取胜,他们以精湛优秀的球技,漂亮地取得胜利,可见大家要多听庭安学姊的话。优胜队伍除了一人一面奖牌外,更可获得专业的羽球数筒,满足大家尽情打羽球的需求。

「赢我就不队」队伍成员

冠军队伍「学姐说的队」

前前前会长陈奕均

参赛同学黄国佑

接着,便开始进行刺激的篮球三对三斗牛大赛,总共有九组队伍共襄盛举,每队在练习时间皆透露着杀气与绝不放弃的毅力和勇气,从他们的眼神中可观望出对胜利的渴求,也是对自我实践的期许。许多人从小就开始练习、上大学后加入系篮、研究所后参与所篮,他们对篮球的热情十分旺盛、不曾熄灭,因此篮球不但是兴趣,也代表着他们青春的回忆。如今,在光电杯这个场合,他们将大显身手,使出浑身解数来打败对手,夺得冠军。

经过了两个小时的缠斗,最后冠军为「306B」队伍,他们有精湛厉害的球技、合作无间的队友,还有百发百中的神射手,这个奖非常实至名归,而奖品则是每人一颗专业篮球,让他们做研究之余,也能多多运动、磨练球技。

比赛实况

比赛实况

赛程表

冠军队伍「306B」

接下来为娱乐性质较高的罚球大赛与三分球大赛,罚球大赛的冠军林弘文同学出自于斗牛大赛的队伍,先以满分5球全进进入决赛,接着再以10进9的惊人成绩获胜。而三分球大赛时,林弘文同学也进入决赛,不过最后以一分之差输给学姊赵镇瑶同学,学姊在斗牛大赛的表现也是不俗,实为女中豪杰。

光电杯于是在众人心满意足的表情下结束了。感谢今天来共襄盛举的同学们,也感谢所办公室力琪姐对我们的帮助,也要感谢所学会的成员从最初的筹划、到最末的留下来场地复原与归还器材,这是一个很棒的活动,我深深以我们为荣。

 
 
 
     

光电所参与欧盟 European Master of Science in Photonics (EMSP) 硕士双学位计划  系列报导 ~

【之六】

撰文:光电所硕士班学生许乔为

随着网络时代的来临,学习已经无国界,只要有心其实想读书获得专业知识,多多问Ms. Google、利用在线学习网站也可以获得全球的知识。然而,出国留学的风气从来没有退烧过。因为出国留学所带来的不只是知识的增长而已,还有不同国家文化、语言、思想方面等博雅教育上差异的冲击。

我在英国修了四个月的课,在比利时做半年的硕士研究,毕业后花一个月游历欧洲七个国家,去过西欧、北欧、南欧也去过伊斯兰国家,以及参加创业竞赛、黑客松(Hackathon)。最后还花了半年与来自五个不同国家、不同年龄层的外国人们尝试创业。这些经验让我与各式各样的外国人在学校、日常生活、旅游、新创界等不同环境上有许多交流,而跟外国人相处得到的收获远比我在专业知识的增长来得更加宝贵!

常常有人会问我是不是在外国很爽?有交到很多不同国家的朋友吧?感觉我一天到晚都在玩?说实话,生活确实是很多采多姿,但要说轻松还谈不上。试想离开熟悉的家园、十几年的母语环境能有多轻松呢?尤其大部分人都忽略语言障碍带来的困扰多大,只有等你真正出国才会发现语言在日常生活、社交生活、学校生活各方面都扮演重要角色。其中留学生最常遇到的问题就是社交相处交流方面,尤其我们台湾人普遍较内敛害羞,怕丢脸放不开,相较大陆人大方、敢说的态度实为劣势。

大家如果无法想象国外社交生活是怎样,可以回想一下在台湾的外国人!他们有些在台湾是一直格格不入无法融入环境、只会待在自己的舒适圈(如同国籍的圈子内),有些则是会喜欢与在地人或不同国家的人交流。而我身为一个在西方国家读书的台湾人,如果不是很友善、热情的外国人,通常你不主动去敞开心胸跟他们交流,是不会有人理你的,甚至有时候必须很积极,否则社交圈也会只是局限於一小圈的舒适圈而已。

还记得当初出国前我就对自己的留学一年定下目标:我要踏出舒适圈,尽量跟外国人交流!成为一个文化丰富度高的社交狂!

现在我很庆幸自己当初有下定决心,我在出国的一年半期间交到很多不同国家、各式各样的朋友,也结交到有很深交情的朋友。在英国看到欧洲同学对于专业知识培养、生活学习、博雅教育、互相尊重态度的重视。在比利时的实验室则看到教授对学生严格又尊重的态度。我从要好的菲律宾室友认识到东南亚人的风趣、随和!在我的英国好友身上学到对于平时社交、餐桌、相处上的礼仪,以及他们对于个人尊重近乎苛求的态度。从我的法国创业伙伴们身上,看到他们对于选择创业人生的一股浪漫。在我的中国朋友身上则学到两岸文化相近及相异之处。

还记得当时我们见面第一句话都会是「Bonjour!(脸颊碰脸颊:法式打招呼)很久不见了,Ciao,这个礼拜过得还好吧?」,不管认识多熟了,他们都还是对于社交很重视,而很少像美国人或我们台湾人一样耍酷,这是出自于他们对于每个人的尊重。

去酒吧喝酒干杯时要互相对到眼;吃饭一定要交谈不能让谈话间断,而且最好不要用手机,跟朋友吃饭不要只顾着吃饭,重点是社交不是填饱肚子;而跟一群朋友见面时,要不嫌麻烦的跟“每位”朋友都来个法式打招呼或是握手致意、寒暄一下。这是他们从小受到的教育。

有曾待过台湾的欧洲朋友跟我说过,跟台湾人吃饭的时候有时候很痛苦,因为大家都不太会说话,只顾吃着自己的餐点,但在他的国家英国,一起吃饭是件“很吵杂的社交活动”,就算不叽哩咕噜地讲话,也会不时交谈,但台湾人常常吃完一顿饭后才发现只讲了「要吃什么?还不错...(玩手机)吃完了走吧!」。

这些都看得出来他们人与人之间的沟通很讲求尊重、礼貌,他们跟你谈话、敬酒都是眼盯眼地彷佛在说:现在这个时刻我就是在跟你对话、跟你相处聊天、跟你喝酒,这也是我相对于美式文化更喜欢欧洲文化的部分。

学习他们的文化让我认识到社交的重要性,更懂得什么叫做尊重,让我变成更成熟的个体,是我在欧洲留学的期间学到最宝贵的一课了!【精彩内容,下期待续~】

 

撰文:光电所硕士班学生陈帛钧

和朋友的相处一直以来都是一件很重要的事情。在这一年里面,除了同辈的朋友之外,连和教授或长辈的相处也比较像朋友,相近于我们说的「亦师亦友」的关系。还记得有一次我有几位朋友来拜访,突然出现在圣安物理系馆里面来个相见欢,当时就想来张欢乐的大合照,于是其中一个朋友随便抓了刚好经过的一位先生来帮我们拍照,就在我转头之余才惊觉:「呃?这位先生是我们教授耶!」,刚上完他的课,现在突然请正匆匆经过走廊的他来帮忙拍照,我有点尴尬地跟教授打了声招呼。他帮我们拍了好几张合照之后,还我手机,然后要我确认成品,看是否需要再拍一次,我一开始连看都没看就回答OK,心想一定没问题。他反而很认真地回我,"How do you know if you don't check?",于是我仔细检阅了一下,发现真的不错后,才赶紧道谢(合照如下图)。虽然这只是微不足道的小举动,但被这位老师询问的当下,我也有所反思,自己可能在很多事情上缺乏了实事求是的态度,尤其这样的态度在研究上更是需要特别注意。当下除了有点不好意思之外,也感觉到这位教授间接地帮我上了一课。

和这位老师的讨论,也出现在圣安的实验课上,有时他会出现在实验桌旁边,开始问你实验的很多细节,例如:「你怎么确定你架设的光路是精准的?」、「你得到的power对非线性晶体的旋转角度关系图合乎理论吗?」,虽然只是路过时抛下的小问题,但都让我得以质疑并重新检视理论架构等等。我所说的这位老师来自意大利,名字是Andrea,中文翻译是安德烈,一般通常是女生的名字,但在意大利文里面男生也有用这个名字,他也跟我聊到有时候打电话来的人会很惊讶接起来竟然是一个男人的声音。其实我跟乔为、筠婷都觉得他有明星脸,三人开会讨论后一致同意以后简称这位老师为小罗勃道尼(钢铁人)。他是我们EMSP计划在St. Andrews的总联络教授,也帮我们选课,并教授一堂Research Skill的课。

在苏格兰的这一学期中,班上的同学除了EMSP计划之外,也包含其它不同的光电学程POED和EngD,因此除了我们六个这届EMSP的同学之外,还结识到一些来自不同国家的同学,除了英国人之外,另外还有比利时人、美国人、德国人、一位中文讲得很好且在上海工作过的波兰人、一个很友善的中国小哥、我这辈子的第一个希腊朋友和第一个立陶宛朋友等等。在这些同学里面,有两位是我的室友,室友和我的交集相对高出很多,早上一起带着惺忪的睡眼走过长长麦田中的小径到系馆上课,课堂间的空档又一起走回来煮个饭,晚上在厨房里面一边煮饭、一边喝啤酒、一边聊天。我还记得有一个礼拜五的晚上,我跟那位苏格兰的室友聊了三、四个小时,他中学时期曾经住在天母好几年,大学回到英国之后,变得有点不知道怎么融入这个环境,因为从小他就跟着父母的工作到处在不同国家居住、长大。这真的很巧,怎么来到遥远的苏格兰,还会遇到这样一个「台北人」!在苏格兰的生活中,除了有紧锣密鼓的课程要适应,还有生活中面临的一大挑战—自己煮饭。我当初住的宿舍是传说英国的最高级宿舍之一,在网络上也是小有名气的「David Russell Apartment (DRA)」,在抽不到便宜一点的宿舍,也找不到合适租屋的情形之下,这里一个月近三万块的宿舍房租所享受到的高级设备,与英国的租房情形相比,算是还不错了啦!伦敦一个月简单的小套房可能都要四万起跳,相较起来虽然苏格兰这个小镇比较偏僻,以包含高级设备来说,这价钱算是还可以接受。在五人一间的flat里头,和客厅相连的厨房是我们生活的重心,而和室友们的闲话家常总是这样开启了我在苏格兰小镇的新的一天,并在轻松的气氛下结束每个疲惫的一天。

我的德国室友有两位,一位参与交换计划,读CS,来苏格兰玩得很尽兴,半夜四点如果我不小心视讯太晚,会走出来跟刚回到宿舍、脸上泛红的他聊上几句。起床的第一餐,不管是下午还是早上,他总是玉米片加牛奶,晚餐几乎都是微波的披萨,他有种一棵九层塔在厨房,烤箱烤好pizza之后,他就会得意洋洋地摘下几片九层塔,洗都不洗直接放到披萨中间,然后笑着对我们说,"For my health!"。另外一名德国室友,跟他有极大的反差,他是Photonics另一个program的同学,比较符合台湾人印象中德国人的形象。他都会比我们早两个多小时起床,吃完早餐,走路20分钟到超市买这半个礼拜需要的食材,每次早上遇到他,若不是他刚买完东西回来在冰食材,就是准备要出门去上课了!(没错这表示我快迟到了…)。他的烹调方式和菜单,几乎是两个礼拜才会换一次,总是遵循着相同的模式,一餐又一餐:水煮螺旋意大利面不加盐,再用大概一公分高的色拉油来煎猪排煎个五至十分钟,然后把煮熟的意大利面捞起放到盘子上,把煎好的猪排也摆在盘子上,再从冰箱里面拿出7up倒到杯子里面,没错,完成了!完全都没有调味的「Christopher经典全餐」。他常一个人坐在厨房吧台一边看着Big Bang Theory,一边偷瞄我在旁边又切又炒又洗米煮饭的繁琐烹饪过程。我问过他为什么不调味也不加酱料,他只是淡淡地说,"Because it is not necessary."。而这套组合中,唯一会改变的是礼拜五晚上的经典全餐,搭配的饮料会从7up变成Stella Artois,"Because it’s Friday.",他说。根据我跟乔为精密计算后发觉,大约10天左右的周期,他会试着开始准备不同的料理,这时候我都会很讶异地询问他在做什么,当然有时候也会不太容易发现,像是除了猪排换成牛排,其它都没有变动的新菜单。

有一次,他突然买很多食材回来,好像决定要来个大改变,他带着笃定的眼神告诉我们说,"I think I start getting tired of it."。那天晚上,我相当紧张地看着他一边从装满采购物品的背包里拿出一样样没看过他买的东西,一边问他,"Man what are you making tonight?",只见他拿出豆子罐头、辣椒酱等等,嘴角微微上扬地说,"You guys will know soon."。过了几个小时,我从房间走到厨房,看到电磁炉上面有一个锅子一直用小火慢炖,一开始以为是乔为在加热卤肉饭的肉燥,走向前好奇偷偷打开一看,顿时香气扑鼻,水气散去一看才发现是Christopher的辣椒豆子料理!我记得我还有点怕他是忘了关火,跑去敲他的门询问,他跟我说这个要炖上8个小时左右,明天早上起来差不多可以吃了。后来这一锅的份量足足让他吃了一个礼拜,他说这是墨西哥料理"Mexican Bean Stew (Frijoles De La Olla)",我好奇地尝试了一点,的确很好吃!有时候我会想,Christopher这次的改变不知道是否只是为了证明他也会煮一些复杂度高一点的料理。

东西方的料理方式真的差异很大,尤其是在期末考周的时候,我还在切菜洗米,德国同学、英国同学已经吃完面包夹火腿夹吉士夹生菜,又回房间读书了。这个有着厨房和客厅的开放式交谊厅,确实是我留学一年生活里面很多回忆的来源。

反观在比利时半年多的生活,由于在外面租房子,比较少有这样的室友互动。但是在学校研究上,跟老师和学长的讨论也是蛮有趣的经验。像是之前在研究那篇心得曾提及,跟亚美尼亚籍学长的接触算是相当多的,他还开车载我到另外一个偏远的实验室去做过我的微透镜组件,也在他博士班口试当天看到他刚出生的小孩和家人,我们除了研究之外的话题都在讨论亚美尼亚和台湾,试问我们一辈子会认识多少亚美尼亚人呢?相同的,亚美尼亚人一辈子会认识多少台湾人?我认真Google过这个国家,知道它经历过很多不同的历史,包括苏联、还有一段土耳其人大屠杀亚美尼亚人的黑暗时期,这是我们之间除了光学系统设计之外,比较深入的话题。在跟BPHOT (Brussels Photonics Team)实验室里面的朋友们相处也还算是愉快,由于硕士班学生在实验室里头没有特定的位子,我们都是在实验室里面的一小间library里面跑模拟,因此和实验室里面的同事没有很频繁的接触,不过我跟一位前届来过光电所苏国栋老师实验室的Jens算是比较熟的,也间接接触到他实验室里面的一个Benjamin和飞。下图左是我口试完之后与我的教授自拍合影,图右则是有一晚和Jens以及他的朋友小酌的照片。

在苏格兰的时候,我也参加了Japanese society,那是一个日本留学生想要推广日本文化、语言的社团,每周都有三种不同程度的日语课,透过每个礼拜一次的日文口说课,我也稍稍维持日文的能力,且认识了一些喜欢日文的西方朋友。在比利时的时候,由于我女朋友在布鲁塞尔市中心尿尿小童旁边的巧克力店打工,也因此认识了他们店里的同事,以及附近店家的员工,其中最熟的是一位在旁边不远比利时啤酒店上班的比利时人。比利时啤酒店指的是专卖啤酒当成纪念品的店,因为比利时有上千种啤酒,一天喝一种一年也喝不完!有一天很无聊时,我假装是观光客走进店里,他开始跟我介绍啤酒,问我喜欢哪一种口味,浓一点还是淡一点,有没有果香,修道院啤酒的由来等等。几分钟之后,他注意到我的手机标识是Asus,于是他就说,"Asus, Taiwanese brand!",听到一个比利时人突然讲出好像很了解台湾的一句话,我也开始跟他聊起来,才知道原来他曾经到台湾打工度假,知道我来自台中,立刻打开他的手机照片跟我说,他到桃园机场之后,第一站马上是坐客运到台中,而不是台北。从此之后我交到了一个还不错的在地朋友,还能解答我对于比利时啤酒的任何问题,多好!

这些在国外认识的朋友或是师长,我到现在都还保持联络,回国之后当兵期间,我也写过不下十张明信片给这些朋友,让他们看看台湾的风景,顺便了解一下彼此近况。对我来说,认识不少世界各地的朋友,其实同于在台湾结交的朋友一般,我都相当珍惜每一段友谊,我们彷佛共享着友谊云端的共同内存,储存着影像文件和充满笑声的声音档。像是唐朝诗人王勃所说的「海内存知己,天涯若比邻」,虽说以前王先生的天涯与海内,可能已经跟现在的尺度大不相同,但是这句话要传达的情感却亘古不变。今日科技越来越便捷,实时讯息虽然免费便利,但我们的时间却也同样被科技便捷伴随而来爆炸般包罗万象的信息蛮横地占满,或许友谊会一直保存在云端内存中,经过几年之后还能正常读取,看似稳定不会被格式化,但为何我们不也找个时间,调阅读取出来,回忆一下那些美好?看到这里,是否你也该写封email或是寄张明信片,帮许久未联络,或是远在他方的友谊云端稍微update一下,同时也增添新的一章!【精彩内容,下期待续~】

 

 

 

 
     
 
 

Polymer-Stabilized Blue-Phase Liquid Crystal Display Using Distributed Floating electrode

Professor Wing-Kit Choi

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 蔡永杰教授

We have recently proposed a new electrode design for a Polymer Stabilized Blue Phase Liquid Crystal (PS-BPLC) display based on floating electrode [1]. We name it “distributed floating electrode design”. In this new design, we can use less area of floating electrode while still achieving the similar increase of the overall light transmission as in the previously proposed structure [2]. Our new design may have the potential to help reduce the image sticking problem that may be caused by the use of floating electrode and also further improve the light efficiency due to the use of less ITO area. Due to its attractive features such as i) fast response time, ii) no need of alignment layers and iii) wide viewing angle property, PS-BPLC has been proposed and actively researched as the next generation display technology in recent years.

Reference: [1] Y.C. Chang, S.H. Wei, C.L. Chang and W.K. Choi, “Polymer-Stabilized Blue-Phase Liquid Crystal Display Using Distributed Floating electrode”, Society for Information Display (SID), 2016, [2] Y. Liu, Y. Li, D. Lai, J.W. Shiu and S.T. Wu, “High Transmittance Blue-phase LCD with a Floating Electrode” Society for Information Display (SID), 2013

  

 

1.1 μm InAs/GaAs quantum-dot light-emitting transistors grown by molecular beam epitaxy

Professor Chao-Hsin Wu

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 吴肇欣教授

We report the enhanced radiative recombination output from an AlGaAs/GaAs heterojunction bipolar transistor with InAs quantum dots embedded in the base region to form a quantum-dot light-emitting transistor (QDLET) grown by molecular beam epitaxy systems. For the device with a 100×100 μm2 emitter area, we demonstrate the dual output characteristics with an electrical output and an optical output when the device is operating in the common-emitter configuration. The quantum-dot light-emitting transistor exhibits a base recombination radiation in the near-infrared spectral range with a dominant peak at λ of 1100 nm. This work has been published in Optics Letters, Vol. 40, No. 16, pp. 3747, (2015).

Fig. 1. The atomic force microscopic image (inset) and photoluminescence (PL) spectrum of the InAs/GaAs QDLET at 300 K with 4 mW/cm2 excitation power. The PL peak at 1116 nm indicates the transitions of carriers on predominant InAs QDs.

Fig. 2. (a) Electrical I-V and (b) optical L-I-V of the InAs/GaAs QDLET with a 100×100 μm2 emitter area. The blue circles indicate the VBC = 0 V points.

Fig. 3. (a) Top view layout of the InAs/GaAs QDLET and (b) CCD image of the infrared light emission when transistor operates in the common-emitter configuration (IB = 5 mA, VCE = 4 V).

Fig. 4. Electroluminescence spectrum of the InAs/GaAs QDLET at different base currents. The wavelength peaks are at 1100 nm corresponding to the radiative recombination contributed from the InAs QDs.

     
 
 
论文题目:光斑抑制之激光光源及其应用

姓名:涂时雨   指导教授:林晃岩教授

 

摘要

近年来,由于激光于显示器与照明装置应用愈来愈多,使得激光光斑(噪声)问题渐渐成为一重要的研究课题。激光光斑使得照明与影像噪声增加、对比度下降、对人眼产生不舒服的感觉。本论文主要在发展光斑抑制的激光光源与探讨其可能的应用,主要包括照明、显示与影像等应用,亦包括生物与军事等等领域。希望对激光光斑之产生与抑制进行探索,并发展光斑量测之系统与方法,同时发展有效率、简单易用的激光光斑抑制技术及方法,进而对这些光斑抑制方法做分析与比较。我们发展微摆动、混光、重迭与多投影单元等光斑抑制技术及其模型的建构。藉由参考Goodman与其它学者所发展的相关光斑量测技术,我们能够架构激光光斑对比量测系统、定义光斑对比值与计算光斑对比值,量测范围为SC=3%至~100%之光斑量测系统,并用于光斑抑制技术的量测与开发。对于一静态激光光束与一微机扫描激光光束,在对人眼一倍的影像尺寸下,可获得无光斑(speckle-free)结果。希望能藉由本论文的研究与讨论,促进激光于照明、显示、影像及其它应用的发展。并期待光斑抑制激光光源能对科学、教育、生活、医疗、军事等用途上有所贡献。

 其中一研究成果「混光技术」,如图一(a)所示。蓝光激光经由一静态与一微摆动之荧光粉纸可获得有效之光斑抑制白光光源,其结果可由图一(b)所示。无光斑结果分类如图二所示,藉由LED色温表,我们可以将一色温5000K视为色温边界,此边界描述蓝光激发转换之白光光源,于5000K以下,单纯使用混光技术便可达到无光斑结果。在大于5000K时,则同时使用混光与微摆动技术可获得无光斑结果。此研究结果将使得蓝光激光激发荧光粉白光激光光源可应用于照明与显示等领域中,在激光光斑抑制研究上有相当大的突破。

图一、混光技术系统示意图

图二、无光斑结果分类


 
 
 

— 资料提供:影像显示科技知识平台 (DTKP, Display Technology Knowledge Platform) —

— 整理:林晃岩教授、林暐杰 —

光驱动传递

运用光学技术来远程输送微型封包到达所需要的位置,然后按照需求控制活性物质的释放,将是非常重要的,并可适用于各种应用,例如:光控微流体和药物输送系统。Maxime Paven和来自德国与日本的同事已经利用粉末封包的液体,称为液体弹珠(liquid marble, LM)来演示此种功能。团队展示近红外激光光束如何可被用于在水的表面上移动液体弹珠,以及使它们在特定的时间和地点释放其内容物(Adv. Funct. Mater. http://doi.org/f3mb22; 2016)。

为了引入光驱动传递功能,德国和日本科学家使用两种不同的粉末,聚吡咯(PPy)和炭黑(CB)作为液体弹珠的稳定剂(封装层)。利用轧制10μL(直径2.7毫米)水滴在PPy或CB的粉末上以备制液体弹珠,PPy或CB粉体立即包覆水滴,并使它们呈现疏水性和非润湿性;一旦转移到水的表面,液体弹珠保持完整的时间超过10小时。

图一、使用液体弹珠材料的光驱动传递之示意图。液体弹珠能够在空气和水之界面移动,并且受刺激引起破坏而释放其内部材料。用黑色粉末稳定化的液体弹珠将近红外激光照射的光转换成热,产生热的表面张力梯度。这会导致空气/水之界面上的液体弹珠的运动。

为了移动这些浮动的液体弹珠,将近红外激光光束以45°的角度照射通过其空气/水之界面上的接触点。激光照射导致整体的水(18℃)和液体弹珠附近的水(30℃)之间的温度差,结果产生表面张力差 (2 mN /m)。这种表面张力差驱动液体弹珠远离被照区域。经由实验量测,最大速度、加速度和产生的力分别确定为2.7×10-2 m/s,0.17m/s和1.8μN。

一旦液体弹珠到达所希望的位置,从其上方(90°)用近红外激光照射几十秒,使液体弹珠的表面被烧融和释放出其内部的物质。释放的位置,也可透过利用小型固态物体如聚四氟乙烯(PTFE)固定在水中膜中。包覆PPy的液体弹珠是以激光驱动朝向聚四氟乙烯,而一旦它足够接近(1-1.5厘米),它将被一个侧向毛细力而非任何进一步的照射所吸引;这个被固定的液体弹珠接着以激光照射直到它破裂(20秒内)。

图二、以CB稳定的液体弹珠(直径1.8毫米)透过热成像术观察其光驱动运动的快照。在t = 0时,液体弹珠处在热平衡。近红外激光照射引起液体弹珠(t =0.96-4.86 S)的强加热和运动。

此外,液体弹珠也可做为光驱动引擎用来拉动货物结构(如:微型塑料船装载有多个液体弹珠)。这个国际研究小组认为,这种光驱动传送与按需求释放的材料可以证明在微流体分析物的传递特别有用。

参考资料

1. Noriaki Horiuchi, Nature Photonics 10, 293(2016)

doi:10.1038/nphoton.2016.83 Published online 28 April 2016

2. Paven, Maxime, et al. "Light‐Driven Delivery and Release of Materials Using Liquid Marbles." Advanced Functional Materials, http://doi.org/f3mb22 (2016)

   
 
 
 
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