仿(fang)生章(zhang)魚光(guang)磁(ci)雙刺(ci)激(ji)響(xiang)應黏附(fu)墊(dian)，用(yong)於精細(xi)電子器件的遠程(cheng)運輸(shu)

    仿(fang)生章(zhang)魚吸(xi)附(fu)在操(cao)作(zuo)精細(xi)物體(ti)等(deng)方(fang)面(mian)有巨(ju)大(da)應(ying)用(yong)潛(qian)力(li)。目前(qian)仿生章(zhang)魚吸(xi)附(fu)基(ji)於外力(li)、電或熱傳(chuan)導(dao)等刺(ci)激(ji)方式(shi)調節吸(xi)盤內部(bu)壓強(qiang)，從而賦(fu)予(yu)了其(qi)黏(nian)附(fu)性(xing)能(neng)。然而，目(mu)前(qian)常(chang)見的(de)刺(ci)激(ji)策略(lve)中，粘(zhan)附(fu)墊(dian)的(de)強(qiang)弱黏附(fu)能力(li)轉換需(xu)要(yao)以(yi)接(jie)觸方式(shi)觸發、且(qie)大(da)部(bu)分存(cun)在響(xiang)應時間長的問(wen)題，因此(ci)，這(zhe)些(xie)粘(zhan)附(fu)墊(dian)難以(yi)快(kuai)速執(zhi)行(xing)在密閉(bi)空間內(nei)對物體(ti)的(de)操(cao)作(zuo)任務。

    近(jin)日(ri)，香(xiang)港(gang)中文大(da)學張(zhang)立教(jiao)授(shou)課(ke)題組提(ti)出了(le)壹(yi)種光(guang)磁(ci)雙刺(ci)激(ji)響(xiang)應黏附(fu)墊(dian)的(de)設計(ji)思路(lu)。該黏(nian)附墊(dian)可(ke)以(yi)通過遠(yuan)程(cheng)光(guang)控(kong)方式(shi)快(kuai)速調節黏(nian)附(fu)強(qiang)度(du)以(yi)拾放物體(ti)，並在外部(bu)磁場控(kong)制(zhi)下實(shi)現運動與(yu)遞送(song)功能(neng)。該(gai)成果以(yi)“A mobile magnetic pad with fast light-switchable adhesion capabilities" 為(wei)題發表(biao)於(yu)Bioinspiration & Biomimetics期(qi)刊。該(gai)文在意(yi)大(da)利(li)比(bi)薩聖(sheng)安(an)娜高等技(ji)術(shu)研究(jiu)大(da)學（Scuola Superiore Sant’Anna）Veronica Iacovacci博士、中國科(ke)學院(yuan)深圳*技(ji)術(shu)研究(jiu)院(yuan)徐天添(tian)研究(jiu)員(yuan)和(he)杜(du)學敏(min)研究(jiu)員(yuan)的(de)共(gong)同(tong)合作(zuo)下完成。

圖1 光(guang)磁(ci)雙刺(ci)激(ji)-響(xiang)應黏附(fu)墊(dian)的(de)設計(ji)與機理（a）章(zhang)魚吸(xi)盤的結構(gou)圖（b-c）黏(nian)附(fu)墊(dian)的(de)設計(ji)及(ji)工作(zuo)機理描(miao)述(shu)

    光(guang)磁(ci)雙刺(ci)激(ji)-響(xiang)應黏附(fu)墊(dian)是(shi)由具(ju)有微孔陣(zhen)列(lie)的(de)磁(ci)性(xing)彈(dan)性(xing)體(ti)基(ji)底(di)和(he)孔內(nei)溫(wen)敏(min)水凝膠(jiao)沈積層組(zu)成。通(tong)過在彈性(xing)體(ti)基(ji)底(di)內(nei)摻(chan)雜(za)四(si)氧化三(san)鐵(tie)與(yu)釹(nv)鐵(tie)硼(peng)顆粒(li)，賦(fu)予(yu)其光(guang)熱效應與磁響(xiang)應性(xing)能(neng)。孔內(nei)壓強(qiang)的變(bian)化可由光(guang)熱效應引(yin)發(fa)的溫敏(min)水凝膠(jiao)沈積層收(shou)縮與(yu)膨(peng)脹進行(xing)調節。研(yan)究(jiu)團隊采(cai)用面投(tou)影(ying)微立(li)體(ti)光(guang)刻(ke)3D打(da)印(yin)技(ji)術(shu)（nanoArch S130，摩(mo)方(fang)精(jing)密）高效、精(jing)準(zhun)地實(shi)現了上(shang)述微孔陣(zhen)列(lie)模(mo)具(ju)的制備(bei)（微孔直(zhi)徑400μm，高400μm），並通過翻模技(ji)術(shu)制備(bei)了微孔陣(zhen)列(lie)磁(ci)性(xing)彈(dan)性(xing)體(ti)基(ji)底(di)。該(gai)黏(nian)附(fu)墊(dian)具(ju)有以(yi)下優點(dian)：

快(kuai)速響(xiang)應的黏(nian)附開(kai)關(guan)特性(xing)

圖2 黏(nian)附(fu)性(xing)能(neng)表(biao)征(zheng)：（a）黏(nian)附(fu)墊(dian)的(de)黏附力測(ce)試，（b）圖案化彈性(xing)體(ti)基(ji)底(di)黏(nian)附(fu)力(li)測(ce)試，（c）黏(nian)附(fu)墊(dian)與(yu)圖案化彈性(xing)體(ti)基(ji)底(di)的(de)黏(nian)附(fu)強(qiang)度(du)對比，（d）黏(nian)附(fu)墊(dian)重(zhong)復性(xing)測(ce)試

    快(kuai)速響(xiang)應的黏(nian)附開(kai)關(guan)特性(xing)。實(shi)驗(yan)結果表(biao)明(ming)該(gai)黏(nian)附(fu)墊(dian)的(de)黏附強(qiang)度(du)可以(yi)通過遠(yuan)程(cheng)紅(hong)外激(ji)光按需(xu)調控，黏(nian)附(fu)強(qiang)度(du)最高可達(da)12.2 kPa，並且(qie)強(qiang)弱黏附(fu)的轉換在30秒內(nei)即可完(wan)成。

精(jing)細(xi)物體(ti)的(de)遠(yuan)程(cheng)遞送(song)

圖3 黏(nian)附(fu)墊(dian)運輸(shu)電子芯(xin)片(pian)通過曲折狹縫(feng)到達(da)目的(de)地(di)

    精(jing)細(xi)物體(ti)的(de)遠(yuan)程(cheng)遞送(song)。通(tong)過外加磁(ci)場，該(gai)光(guang)磁(ci)雙刺(ci)激(ji)響(xiang)應的黏(nian)附墊(dian)可(ke)在狹隘空間內(nei)對脆(cui)弱的電子芯(xin)片(pian)進行(xing)安全可(ke)靠(kao)地定(ding)向運輸(shu)，在電子器件裝配等(deng)領(ling)域具(ju)有重要的應用前(qian)景。

綜上(shang)所述，該(gai)光(guang)磁雙刺(ci)激(ji)響(xiang)應黏附(fu)墊(dian)表(biao)現出快(kuai)速響(xiang)應的黏(nian)附開(kai)關(guan)特性(xing)、顯(xian)著的黏(nian)附(fu)性(xing)能(neng)及(ji)對精細(xi)物體(ti)的(de)遠(yuan)程(cheng)遞送(song)能(neng)力(li)。這(zhe)種(zhong)新型(xing)黏附墊(dian)有(you)望廣(guang)泛應(ying)用(yong)於(yu)電子器件裝配等(deng)領(ling)域。

原文鏈接(jie)：

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-3190/ac114a

張(zhang)立教(jiao)授(shou)課(ke)題組主(zhu)頁：
http://www.cuhklizhanggroup。。ｃｏｍ/

徐天添(tian)研究(jiu)員(yuan)課(ke)題組信息：
http://people.ucas.edu.cn/~xutiantian

杜(du)學敏(min)研究(jiu)員(yuan)課(ke)題組主(zhu)頁：

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