77、液滴微球的传感与计算

液滴微球的传感与计算

1. 液滴微球的基本特性与制备能力

液滴微球（LMs）在实验测试中展现出了良好的性能。可靠且可操控的液滴微球能够小至 1.0 μL 形成，这意味着相关设备可以进行适当的小型化。使用一套注射器，自动制球机每秒每根针头最多可制造八个液滴微球。在这样的速度下，电磁铁的同步变得至关重要。初步对液滴微球碰撞寿命的研究结果令人鼓舞，六个 10.0 μL 的液滴微球被限制在一个 2.5 × 2.5 cm 的空间内，放在转速为 100 rpm 的轨道振荡器上（为减少蒸发进行了覆盖处理），三小时后没有出现磨损迹象。

2. 别洛乌索夫 - 扎博廷斯基（BZ）介质的计算应用

非搅拌的 BZ 介质呈现出丰富的氧化波前动态。自 20 世纪 80 年代末以来，基于 BZ 介质实现了多种非常规计算设备，包括二极管、逻辑门、机器人控制器、计数器、神经形态架构和算术电路等。在信息编码方面，除了多数 BZ 计算设备使用空间选定位置的波前存在来表示逻辑真外，还有通过振荡频率进行信息编码的研究。例如，Gorecki 等人提出将高频编码为真，低频编码为假，并在数值模型中实现了或门、非门和二极管。其他基于 BZ 频率的信息处理结果还包括通过无源屏障进行频率转换、频带滤波和记忆等。

为了通过 BZ 介质构建一个完整的计算机，需要对介质的部分进行封装和隔离。以往将 BZ 液滴浸入油中并让液滴间形成孔隙以实现信息交换的方法存在局限性，因为“母液”需要特殊处理。而液滴微球提供了一种理想的替代方案，它能使 BZ 液滴“干燥”，同时产生可控的振荡动态。

3. BZ 液滴微球的实验研究

为了评估 BZ 液滴微球中激发的行为，进行了一系列实验。实验中