水滴：藏于盔甲悬于空中

一滴雨水，从天而降，落到地上，在重力作用下，摔成了不规则的“一滩”，这似乎已成为我们司空见惯的场景，但却不尽然——如果地面有细细的灰尘，雨滴掉在上面，在灰尘里打个滚，穿着“灰尘”外衣的雨滴便能像弹珠一样稳定地保持球形。

从这一现象出发，科研人员开始为水滴“穿上铠甲”。他们用疏水的微纳米颗粒均匀地包覆在水滴表面，这样的水滴落到桌面后并不会铺作一滩，而是经过几次弹跳滚动后依旧稳定地保持着球形。正因为有这层不润湿的微纳“铠甲”，让水滴有了“常形”，成为不同于普通水滴的“液体弹珠”，这使操控、转移水滴更加方便。

而这种稳定的“液体弹珠”更可作为理想的微型生物/化学反应器。这种“液滴反应器”与普通的培养皿比较，具有巨大的优势。如在细胞培养的过程中，细胞在传统培养皿中的贴壁生长很难避免，只进行二维生长，且有接触到器皿壁被污染的风险；而这种“液滴培养器”极大降低了污染的可能，避免了贴壁生长，让细胞可以在三维方向上生长、分裂与分化。西北工业大学科研人员曾与澳大利亚相关领域专家合作，将大鼠的胚胎干细胞放在液体弹珠中培养，成功培育出了大鼠三维心肌细胞。

对水滴的研究并未止步于此。科研人员又开展了用声场控制水滴的研究。超声悬浮技术可以让液滴稳定地悬浮在声场中。通过对声场的操作，可以实现两个或多个液滴的凝并。只需调节声场强度，就可以将悬浮于声场中的不同液滴“拉”到一起并融合为一新的整体。这种“凝并”有什么应用意义呢？我们可以借助声场，将多个包含不同反应物质的小液滴融合在一起，不需要其他外力，液滴便可以在声场中加速流动、混合和反应。这种方式可以克服传统反应器皿和人工操作的种种弊端。

不仅如此，西北工业大学的科研人员发现通过调节声场强度，悬浮的液滴可以被声场“压”成薄片状的液膜；继续调节声场，薄膜被弯成碗状；一旦碗状液膜的腔体达到合适的体积，便会与声场产生共振，大量吸收声场的能量，导致腔体剧烈膨胀并迅速闭合形成气泡，成功实现了声场中的“液膜-气泡”的反常转变，开辟了一条制备气泡的新途径。

如果将液体弹珠放进声场中，又会发生什么现象？

科研人员研究发现，利用声场强度的变化，可以控制“液体弹珠”表面“铠甲”的打开和闭合。在声场中，液体弹珠的“赤道”位置受拉力，在“南北极”位置受压力。当声场足够大的时候，在拉力和压力共同作用下，液体弹珠“南北极”的“铠甲”便会沿经线方向打开，其内部液滴便会从中显露出来。

这扇门一旦打开，还能关闭吗？答案是肯定的。通过调节声场强弱，可以自由实现水滴表面微纳颗粒层的打开与闭合的可逆操作。而这种“开合”的重要意义便在于，当“液体弹珠”作为微型生物/化学反应器时，可以通过“开闭门”的方法，更加快速方便地从液滴中抽取或注入成分，使控制液体弹珠内的生化反应成为可能。

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