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纳米线塑形微纳机械手仿生设计
材料人客服小谭     2023-07-20 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
微生物/细胞操纵、基因工程、精密组装和高灵敏探测
关键性能:
此微纳机械手可以在较低的交流驱动电流下实现多模态高频振荡(甚至谐振),对于克服在微观世界中普遍存在的粘性范德华力,实现可靠、精准地载荷释放,提供了十分有利的调控新维度
产品介绍:

南京大学余林蔚教授团队提出了一种基于超细晶硅纳米线(nanowires, NWs)定位生长和形貌编程能力实现的极简仿生机械手可靠制备和仿生微纳机械手操控应用策略。首先,基于课题组自主创新的(In-plane solid-liquid-solid, IPSLS)纳米线生长模式 [1-5],引导生长具有反嵌套Ω环形状的超长、精细(直径~100 nm)晶硅纳米线;其次,将之组装成为悬空导电沟道,在磁场背景下通过可精确调控的驱动电流,产生由纳米线形貌定向的洛伦兹力,激励微纳机械手实现一些列高灵活、大振幅和多维度的三维夹取、翻转、扭动和释放等类手指(finger-like)仿生操作能力。由于采用超细纳米线作为机械手支架,并融合了IPSLS纳米线独特的柔性形貌设计优势,此微纳机械手可以在较低的交流驱动电流下实现多模态高频振荡(甚至谐振),对于克服在微观世界中普遍存在的粘性范德华力,实现可靠、精准地载荷释放,提供了十分有利的调控新维度。最后,基于机械手的“双手协同”还成功地展示了对micro-LED单元的准确拾取、在线测试和定位安装。此“单纳米线塑形”(single nanowire morphing)极简微纳制备和洛伦兹力驱动策略将为快速设计、定形和验证各类新颖仿生机器提供一个极其方便、灵活和强大的制备应用平台,并有望在微生物/细胞操纵、基因工程、精密组装和高灵敏探测等前沿领域得到广阔的应用。此工作以“Ultracompact single-nanowire-morphed grippers driven by vectorial Lorentz forces for dexterous robotic manipulations”为题近期发表于Nature Communications。


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