丹佛 — 忘掉精密的電子裝置吧。普通的舊氣泡就足以引導液體流過微觀管道網路，稱為微流控。研究人員最近證明，氣泡可以透過引導液體向這邊或那邊來充當計算機位。現在他們報告構建了一種簡單的儲存器。這些進展可能有助於使微流控成為一種更實用的工具，用於檢測疾病和發現新藥。
微流控系統的設計目的是將細胞、蛋白質或其他分子相互混合，從而使研究人員能夠例如快速檢測許多小液體樣本中的細菌或病毒痕跡。問題在於通常用於將液體從一個地方泵送到另一個地方的液壓系統，麻省理工學院的物理學研究生馬努·普拉卡什說。
“我們可以設計這些漂亮的小型微流控晶片，但是控制晶片內部流體的所有東西都在外部，”他說，這阻止了微流控既複雜又小型。“這些不是你可以戴在手錶上的[東西]。” 他說，有了氣泡動力，“你實際上可以將智慧放入晶片內部……因此晶片所需要的只是一個電源。”
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在新系統中，普拉卡什和他的導師尼爾·格申費爾德將氣泡注入特殊形狀的管道排列中。管道中存在氣泡代表一位，或 1，而它的不存在則標記為 0。對於某些管道配置，一個管道中的氣泡會改變附近管道中氣泡的流動方向——就像常規計算機中一個電流可以切換另一個電流的通斷一樣 [點選此處觀看影片]。
在其他排列中，來自相反方向的兩個氣泡融合在一起，或者一個氣泡停留在儲液器的一側，直到第二個氣泡進入另一側，將其排開。普拉卡什說，除了控制流動之外，一種流體的氣泡還可以攜帶生物樣本透過第二種流體。
該小組在最近的《科學》雜誌上發表的論文中報告說，氣泡方法可以執行計算機的所有基本操作。普拉卡什在美國物理學會年會上展示了幾項新進展，包括一個簡單的儲存系統，用於儲存多達 100 個氣泡，該系統由基本元件構建而成。他說，這種工具可能對製藥化學家有用，他們希望以多種方式混合和匹配化學構建模組來尋找新藥——這也是研究人員正在研究的另一種應用。
普拉卡什說，微流控設計人員目前每個專案都從頭開始，但氣泡技術可以為所有微流控設計提供通用的構建模組。“這種理念現在還不存在，”他說。