| cyqdesign |
2022-04-15 12:41 |
中科院理化所飛秒激光直寫3D仿生響應(yīng)型水凝膠微致動(dòng)器研究獲進(jìn)展
受自然界的啟發(fā)，基于刺激響應(yīng)行為的響應(yīng)型水凝膠致動(dòng)器在軟體機(jī)器人、柔性電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。水凝膠微致動(dòng)器在顯微操作、微機(jī)器人、微流體、智能傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用頗為重要。然而，實(shí)現(xiàn)水凝膠微致動(dòng)器在微納尺度上的精確制備及可控操縱頗具挑戰(zhàn)性。 R-Gg= l5
.|KBQM I
近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生智能界面科學(xué)中心有機(jī)納米光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究員鄭美玲團(tuán)隊(duì)在4D刺激響應(yīng)型仿生水凝膠微致動(dòng)器的制備及應(yīng)用方面取得新進(jìn)展。研究合成了刺激響應(yīng)型光刻膠前驅(qū)體，并結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用飛秒激光直寫技術(shù)制備出4D刺激響應(yīng)型水凝膠微結(jié)構(gòu)。微米級(jí)水凝膠致動(dòng)器表現(xiàn)出快速的pH響應(yīng)，還可通過pH響應(yīng)來調(diào)控微顆粒的捕獲和釋放行為。相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Materials Technologies上。 qy/t<2'
1 -s G`%
飛秒激光直寫技術(shù)是實(shí)現(xiàn)響應(yīng)型水凝膠結(jié)構(gòu)微型化的重要手段。該技術(shù)采用飛秒激光作為光源，激光束經(jīng)物鏡聚焦到光刻膠中，基于非線性光學(xué)效應(yīng)，聚合反應(yīng)僅發(fā)生在光子數(shù)密度極高的中心區(qū)域，因此具有高精度、真三維的特點(diǎn)。研究利用刺激響應(yīng)型光刻膠，優(yōu)化飛秒激光直寫參數(shù)及激光加工路徑，獲得了響應(yīng)行為可控的4D水凝膠微結(jié)構(gòu)。研究改變激光加工參數(shù)來調(diào)節(jié)水凝膠微結(jié)構(gòu)局部區(qū)域的交聯(lián)密度，從而獲得可控的pH響應(yīng)行為，變形時(shí)間短至1.2秒，恢復(fù)時(shí)間為0.3秒。在此基礎(chǔ)上，科研人員受捕蠅草捕獲行為的啟發(fā)，設(shè)計(jì)并加工了仿生不對(duì)稱水凝膠微致動(dòng)器，通過pH觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)和調(diào)節(jié)了其形狀變化，捕獲了單個(gè)或多個(gè)微顆粒，并可控地實(shí)現(xiàn)了微顆粒的同時(shí)釋放或順次釋放。 O&@CT]
| |