1. 研究目的与意义（文献综述）

微量液体的操控在微流控技术、化学和生物医学领域中是必不可少的。通常，实现这一目标的技术大多基于微流体设备，但是由于接触角的存在，其往往存在许多问题，比如管道的吸收、粘附和液体的挥发等等。液体弹珠（liquidmarble），一种被高疏水性颗粒包裹形成的不润湿的液滴，可以稳定的存在于固体和液体表面。不仅可以形成非粘性液固界面减小运动的阻力，也能够保留内部液体和疏水性粒子的性质，因此更容易的实现微量液体的操控。

液体弹珠的性质主要由外层的疏水性粒子决定。基于包覆液体弹珠疏水粒子的多样性，不同的液体弹珠可以被不同的外界刺激驱动，包括：磁、光、电等。磁驱动具有动力大和无接触力的优点而被广泛使用，tong lin课题组进行了大量磁性液体弹珠的研究，除了可以在磁场下运动外，当外加磁场时液体弹珠会被打开，可以加入其他的液体，因而主要被用作微型反应器。然而，对于液体弹珠的运动而言，当驱动方式只局限于一种外界响应，很难在复杂的环境体系中实现物质的精确运输。比如：磁的穿透性优良，但却会导致磁性液体弹珠表面粒子的聚集甚至破坏其形貌，内部液体暴露受到污染等；光能来源广泛，作用范围广，易于控制，syujifujii课题组已发表了多篇论文对光响应液体弹珠进行研究。其中，采用炭黑和聚吡咯作为液体弹珠的稳定剂，其具有良好的光热效应，当红外光照射液体弹珠表面时会引起照射侧液面温度的升高，产生一定的温度梯度，在马兰戈尼效应（marangoni flow）的作用，液体弹珠会表现出负趋光运动。但是光能不具有穿透性，在不透光的封闭空间内，无法实现液体弹珠的运动等。考虑到应用环境的复杂性，发展一种多场响应的液体弹珠是非常有必要的。

纳米fe₃o₄粒子具有超顺磁性和良好的磁响应性，经过油酸修饰后粒子具有良好的光热效应，这为其作为多场响应液体弹珠的稳定粒子提供了可能性。我们拟采用油酸修饰的纳米fe₃o₄粒子（fe₃o₄@oa nps）作为液体弹珠的稳定粒子，制备出一种稳定性良好、兼具磁/光响应的液体弹珠，并探究其不同条件下运动行为。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：利用液体弹珠很好的结合了液滴与疏水粒子本身的特性，本论文以fe₃o₄@oanps封装水滴形成的液体弹珠为研究对象，探究其在光照和磁场作用下的运动行为，具体可以分为：

1. 制备疏水性fe₃o₄@oanps；

2. 制备封装不同液体体积的液体弹珠；

3. 研究计划与安排

1. 第1-7周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

2. 第8-9周：按照设计方案，制备封装不同液体体积的液体弹珠；

3. 第10-12周：对液体弹珠的稳定性、机械性能进行表征。

4. 参考文献（12篇以上）

1. kavokine n, anyfantakis m, morel m, et al. light-driventransport of a liquid marble with and against surface flows.[j]. angewandtechemie international edition, 2016, 55(37):11183-11187.

2. zhao y, fang j, wang h, et al. magnetic liquid marbles:manipulation of liquid droplets using highly hydrophobic fe₃o₄ nanoparticles[j]. advanced materials, 2010, 22(6):707-710.

3. zhang l, cha d, wang p. remotely controllable liquidmarbles.[j]. advanced materials, 2012, 24(35):4756-4760.