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膜型超材料,[17] 最近的研究表明,将液体与固体结构结合起来可以极大地促进可重构性。最近展示了一种被动可重构亥姆霍兹共振器,其中填充了不同体积的水来调节其自由腔空间。 [18] 但是,为了主动调整液体嵌入超材料设计,我们需要主动微流体技术来在芯片上控制液体的流动性。文献中存在许多主动微流体控制机制 [19],如光电润湿、电泳和表面声波。这些可用于以受控方式移动微尺度液滴,并已被用于各种应用,如芯片实验室、[20] 打印、[21] 光流体透镜 [22] 和声流体。 [23] 然而,声流体领域 [24] 迄今为止仅关注使用施加声场来操纵液滴 [25,26],而不是反之亦然。此外,由于尺寸大、吞吐量低、体积大以及整合主动控制机制所需的材料成本高昂,制造超紧凑可调超材料设计面临着制造挑战。在这里,我们提出并开发了一种新型超紧凑元结构,我们称之为超材料,它具有利用微流体的主动驱动机制,这将具有重要实际意义并促进微流体声学超材料 (MAM) 的新方法。在本文中,我们设计、制造并展示了一种液滴集成超材料,其可调性源自一种基于数字微流体的主动液滴操纵技术,称为电介质电润湿 (EWOD)。 [27–29] 我们利用微机电 (MEMS) 技术实现了对深亚波长狭缝(尺寸为长度 = 0.5 λ (L)、宽度 = 0.06 λ 和高度 = 0.02 λ )的动态控制,以操纵超声波(40 kHz)。例如,在文献中很少见到在频率 20.9 kHz(λ 表示声音的波长)时约为 λ /650 的超薄深亚波长超材料,其中通过在超表面上镂空图案化来剪纸任意图案。[30] 已报道的大部分作品(如范围在微米到毫米级的超声波超透镜 [31])都是“被动的”,但这里我们提出了一种新型的主动可调谐深亚波长超薄超材料(厚度为 200 微米,高达 λ /44),据我们所知,与以前的研究相比创下了纪录。基于 MEMS 的 MAM 设计铺平了道路

采用电润湿技术的微流体声学超材料

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