对于毫米尺度3d物体的操纵技术在电子转印、精密装配、微机电系统等领域具有重要的应用前景。传统的基于机械夹持的抓取方案(如镊子等)需要针对不同特征的物体进行专门的设计和定制。例如,普通的尖头镊子难以夹持球体,需要在镊子末端设计专门的环形结构,并且具有环形结构的镊子无法夹持直径小于环形的球体。此外,对于平放在基底表面上的薄片状脆性物体(如硅片等)来说,因其无特殊的可夹持特征,使用镊子等工具难以将其从基底表面夹持住。目前,对于毫米尺度的不同形状和尺寸的3d物体进行可控抓取操纵的通用性技术方案仍然面临挑战。
当前,超材料制造工艺主要有印刷电路板(pcb)、光刻、电子束刻蚀等,然而这些工艺在3d超材料结构制造方面普遍存在步骤繁琐、成本高、耗时长等问题,不易与曲面共形,难以满足实际应用条件。3d、曲面共形一体化超材料的制造仍然是一项重大挑战。
流体可控输运广泛存在于各种自然系统和实际工程中,在微流控、冷凝换热、抗结冰和界面减阻等领域具有广阔的应用前景。
是什么让蜘蛛侠能够飞檐走壁?又是什么让年逾50的阿汤哥只身一人攀爬世界第一高楼——哈利法塔?尽管这些是科幻电影中的片段,但现实生活中早已有活生生的例子:壁虎。该生物不仅在洁净基底上具有超强黏附力,同时在沾满灰尘的表面依旧能够自由爬行,表明其黏附系统具有“自清洁”功能。有研究指出,壁虎之所以具有如此优异的功能是因为其脚趾具有成千上万的铲状绒毛。
上海交大机械与动力工程学院胡松涛副教授课题组设计并制备了具备机械强度的柔性超疏水仿生微结构,兼具抗液性与耐磨性,相关研究成果在机械装备抗液防冰等领域具有重要的应用前景。
湖南大学王兆龙课题组基于面投影微立体光刻技术,采用摩方精密超高精度光固化3d打印机nanoarch s/p140,通过引入粘附性的光固化单体及材料配比优化,设计了水凝胶诸如强粘附性、导电性和抗冻性等性能。