丹佛 — 忘掉精密的电子设备吧。普通的旧气泡就足以引导液体流过微观管道网络，称为微流控。研究人员最近证明，气泡可以通过引导液体向这边或那边来充当计算机位。现在他们报告构建了一种简单的存储器。这些进展可能有助于使微流控成为一种更实用的工具，用于检测疾病和发现新药。
微流控系统的设计目的是将细胞、蛋白质或其他分子相互混合，从而使研究人员能够例如快速检测许多小液体样本中的细菌或病毒痕迹。问题在于通常用于将液体从一个地方泵送到另一个地方的液压系统，麻省理工学院的物理学研究生马努·普拉卡什说。
“我们可以设计这些漂亮的小型微流控芯片，但是控制芯片内部流体的所有东西都在外部，”他说，这阻止了微流控既复杂又小型。“这些不是你可以戴在手表上的[东西]。” 他说，有了气泡动力，“你实际上可以将智能放入芯片内部……因此芯片所需要的只是一个电源。”
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在新系统中，普拉卡什和他的导师尼尔·格申费尔德将气泡注入特殊形状的管道排列中。管道中存在气泡代表一位，或 1，而它的不存在则标记为 0。对于某些管道配置，一个管道中的气泡会改变附近管道中气泡的流动方向——就像常规计算机中一个电流可以切换另一个电流的通断一样 [点击此处观看视频]。
在其他排列中，来自相反方向的两个气泡融合在一起，或者一个气泡停留在储液器的一侧，直到第二个气泡进入另一侧，将其排开。普拉卡什说，除了控制流动之外，一种流体的气泡还可以携带生物样本通过第二种流体。
该小组在最近的《科学》杂志上发表的论文中报告说，气泡方法可以执行计算机的所有基本操作。普拉卡什在美国物理学会年会上展示了几项新进展，包括一个简单的存储系统，用于存储多达 100 个气泡，该系统由基本元件构建而成。他说，这种工具可能对制药化学家有用，他们希望以多种方式混合和匹配化学构建模块来寻找新药——这也是研究人员正在研究的另一种应用。
普拉卡什说，微流控设计人员目前每个项目都从头开始，但气泡技术可以为所有微流控设计提供通用的构建模块。“这种理念现在还不存在，”他说。