基(ji)於微(wei)尺(chi)度3D打(da)印制(zhi)備(bei)的(de)仿生功能表面(mian)在力(li)場(chang)調(tiao)控(kong)下(xia)實(shi)現黏(nian)附(fu)自清(qing)潔(jie)

   是什麽(me)讓(rang)蜘蛛俠能夠(gou)飛檐(yan)走(zou)壁(bi)？又(you)是什麽(me)讓(rang)年逾(yu)50的(de)阿(e)湯哥只身(shen)壹(yi)人攀爬(pa)高(gao)樓­哈(ha)利法塔(ta)？盡(jin)管(guan)這些(xie)是科(ke)幻(huan)電(dian)影(ying)中的(de)片(pian)段，但現實生活中早(zao)已(yi)有(you)活(huo)生生的(de)例(li)子(zi)：壁(bi)虎。該生物不(bu)僅(jin)在潔(jie)凈基(ji)底上具有(you)*黏(nian)附(fu)力(li)，同(tong)時在沾(zhan)滿(man)灰塵(chen)的(de)表(biao)面(mian)依舊(jiu)能(neng)夠(gou)自由爬(pa)行(xing)，表(biao)明(ming)其(qi)黏(nian)附(fu)系統(tong)具有(you)“自(zi)清(qing)潔(jie)"功(gong)能。有(you)研(yan)究(jiu)指出(chu)，壁(bi)虎之(zhi)所(suo)以具有(you)如(ru)此(ci)優異的(de)功(gong)能(neng)是因為(wei)其(qi)腳(jiao)趾具有(you)成(cheng)千(qian)上萬的(de)鏟(chan)狀(zhuang)絨(rong)毛(mao)。

圖(tu)1.壁(bi)虎腳(jiao)掌(zhang)黏(nian)附(fu)系統(tong)的(de)結構

   近(jin)日，受壁(bi)虎行(xing)為(wei)啟發，北京(jing)理工(gong)大(da)學*結構技術研(yan)究(jiu)院的(de)陳少華教授課題組(zu)提(ti)出了(le)壹種(zhong)仿生微柱(zhu)功能(neng)表(biao)面(mian)通過(guo)力(li)場(chang)調(tiao)控(kong)實(shi)現自清(qing)潔(jie)功(gong)能的(de)研(yan)究(jiu)。該自(zi)清(qing)潔(jie)功(gong)能表面(mian)是結合(he)微尺(chi)度(du)3D打(da)印技術（nanoArch P140，摩(mo)方(fang)精(jing)密(mi)）制(zhi)備(bei)得(de)到，其(qi)在(zai)顆粒篩(shai)選(xuan)、運輸(shu)等(deng)領(ling)域(yu)具有(you)重要(yao)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。研究(jiu)成果(guo)以(yi)“Self-Cleaning Performance of the Micropillar-Arrayed Surface and Its Micro-Scale Mechanical Mechanism" 為(wei)題(ti)發(fa)表在(zai)國際期(qi)刊(kan)《Langmuir》上。該研(yan)究(jiu)工(gong)作由北京(jing)理工(gong)大(da)學*結構技術研(yan)究(jiu)院博(bo)士(shi)生安華貞完成。

   通(tong)過微(wei)尺度(du)3D打印技術結合(he)模(mo)板(ban)復制(zhi)工(gong)藝制備(bei)出微(wei)柱(zhu)陣列(lie)表(biao)面(mian)，在施(shi)加(jia)Load-pull的(de)加(jia)載條(tiao)件(jian)下(xia)研究(jiu)了(le)接觸(chu)壓力(li)、顆粒尺(chi)寸(cun)等因(yin)素對微柱(zhu)陣列(lie)表(biao)面(mian)自清(qing)潔(jie)行(xing)為(wei)的(de)影(ying)響(xiang)，並分析(xi)了(le)其(qi)中(zhong)的(de)微(wei)觀力(li)學機(ji)制。研(yan)究(jiu)結果(guo)發(fa)現，微柱(zhu)陣列(lie)表(biao)面(mian)實現自清(qing)潔(jie)的(de)主(zhu)要(yao)微(wei)觀力(li)學機(ji)制為(wei)：在(zai)接(jie)觸壓(ya)力(li)的(de)作用(yong)下，顆粒與(yu)微(wei)柱(zhu)的(de)接(jie)觸(chu)狀(zhuang)態由黏(nian)附(fu)狀態改(gai)變為(wei)易清(qing)潔(jie)的(de)沈(chen)積狀態。此研(yan)究(jiu)不(bu)僅(jin)有(you)助(zhu)於深(shen)入(ru)理解(jie)微(wei)柱(zhu)陣列(lie)表(biao)面(mian)的(de)自(zi)清(qing)潔(jie)機(ji)理，而且(qie)為(wei)自(zi)清(qing)潔(jie)功(gong)能化(hua)表(biao)面(mian)的(de)設(she)計(ji)及微顆粒的(de)可(ke)控粘附(fu)與輸(shu)運等(deng)提(ti)供技術支(zhi)持。