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香港大學（港大）機械工程系岑浩璋教授率領的研究團隊，偕同法國巴黎 - 薩克雷大學Neil Ribe教授的研究團隊，於流體力學範疇取得突破性進展，在雙水相系統中開發出一種三維的馬蘭戈尼物質傳輸體系。

馬蘭戈尼效應是物質在液體界面從低表面張力向高表面張力區域傳輸的現象，由物理學家James Thomson於1855年首次提出，物理學家Carlo Marangoni其後對效應作深入研究。自然界中許多定向傳輸過程，都是源於馬蘭戈尼效應。近年有大量溶質型馬蘭戈尼效應的相關研究，主要聚焦於馬蘭戈尼效應驅動的液體鋪展及其生成圖案，以及液面下方溶液中的馬蘭戈尼對流。然而，這些研究報告的物質傳輸體系，通常都是二維體系。

岑浩璋教授的團隊將液面的馬蘭戈尼效應與溶液的馬蘭戈尼對流有機結合，開發出一種持續式馬蘭戈尼傳輸系統。該系統的驅動力源於鹽（CaCl₂）與表面活性劑（十二烷基苯磺酸鈉）相互作用而產生的表面張力梯度，傳輸過程在三維方向上進行，包括溶液底部液滴中的物質以絲狀物的形式向上方的液面傳輸、絲狀物在液面下方發生屈曲現象，以及絲狀物在液面展開形成費馬螺旋。

該系統由聚乙二醇和葡聚糖水溶液組成，屬雙水相體系，因其簡易與生物兼容性獲研究人員關注。

「我們的研究沿用雙水相系統，這既可保障CaCl₂於液滴與周邊溶液自由傳輸，亦具備潛在生物應用價值。」文章第一作者及岑教授團隊博士後研究人員肖陽博士說。

重要的是，此系統既是處於傳遞式非平衡狀態，卻能輸出高度規整的費馬螺旋。「亦即是說，物質可從液滴以規律性方式傳輸至液面並且有序鋪展，為開發革新性自動紡絲系統提供嶄新思路。」 岑浩璋教授補充道。

團隊的研究結果已於學術期刊《自然-通訊》發表，並獲選為編輯推薦亮點文章，文章題爲《Generation of Fermat’s spiral patterns by solutal Marangoni-driven coiling in an aqueous two-phase system》。

團隊製備介紹新型馬蘭戈尼傳輸系統的短片，請按此瀏覽。（視頻按CC-BY協議製備。[自然-通訊. 2022, 13, 7206]）

論文連結︰https://doi.org/10.1038/s41467-022-34368-5

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