在漫长的进化过程中,许多动物和植物(如水黾、荷叶和水稻叶),已经进化出超疏水表面,以对抗生存威胁(如微生物感染、污垢粘附和流动阻力)。由于其多种卓越的特性,超疏水表面已经应用在抗菌、防污、防腐、减阻、油水分离、防结冰和防结霜等领域。
玻璃有很多优点,比如坚硬、透明、耐腐蚀、成本低廉,无论是日常生活还是工业生产都应用广泛。然而,这种有着数千年历史的材料却有个致命问题——过于“脆弱”。我们通常形容一个人心理素质差,经不起批评甚至善意的玩笑,往往会说“有一颗玻璃心”,算得上是某种佐证。从学术角度讲,常规的玻璃是脆性材料,断裂韧性(材料抵抗裂纹或缺陷扩展的能力)和强度(材料抵抗变形或断裂的能力)都很糟糕。
导电水凝胶在柔性设备、软机器人和人工智能领域引起了极大的关注。可靠的弹性、高应变敏感性和优异的机械性能等协同特性的集成仍然是应变传感器的一大挑战。大多数具有优异机械性能的生物组织由两部分协同的“软硬”网络结构组成。
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。自从表/界面科学润湿性基础理论建立以来,国内外学者普遍认为,液体倾向于自发向系统能量降低的方向运动,其运动方向主要取决于表面结构特征和化学组成,与液体的性质无关。
近日,中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称沈阳自动化所)在微型机器人领域取得新进展。科研人员研究的仿水黾微型机器人可在红外光与磁场的联合驱动下实现可编程多模态运动,在微型机器人联合驱动、微流控输运、环境监测治理等方面具有重要作用。相关研究成果发表于《化学工程期刊》。