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基于形状记忆聚合物的一种新型的 “万能抓手”策略
浙江大学航空航天学院宋吉舟教授团队,便基于形状记忆聚合物,提出了一种新型的“万能抓手”策略。这个“万能抓手”的载体非常简单,就是一块智能“塑料”。别瞧它结构简单,本领可不小,它可以把目标物体“锁”在体内,轻松地抓取1微米到1米大小之间任何形状的物体。 目前这一研究成果已发表在知名学术期刊《科学进展》(Science Advances)上,文章共同第一作者为浙江大学航空航天学院硕士生令狐昌鸿和博士生张顺,通讯作者为浙江大学航空航天学院宋吉舟教授。 宋吉舟教授团队的“万能抓手”何以做到“探囊取物”?靠的便是形状记忆聚合物。形状记忆聚合物是一种特殊的智能材料,论其特殊,就特殊在它的“逆来顺受”:在外部刺激作用(如光、热)控制下,形状记忆聚合物可软可硬,在受到一定的外力作用导致变形后,它就能保持这个变形后的形状,可谓“顺其自然”;然而在一定的外部刺激作用下,它又会变回原来的样子。目前形状记忆聚合物已经被广泛用于智能织物、电子包装管的热收缩膜、航空器太阳能帆板展开机构、智能医药器件等领域。 宋吉舟教授团队的新策略:第一步,就是抓取物体时,先在外部刺激作用下,让形状记忆聚合物变得柔软,趁此机会将物体或者物体表面的结构嵌入其中;第二步,去掉外部刺激,让形状记忆聚合物变回刚硬的状态,保持住该变形的临时形状,将物体“锁住”,从而把物体抓取起来;第三步,等把物体转移到目的地之后,再次施加外部刺激,形状记忆聚合物就会恢复初始形状,将物体“解锁”释放。 形状记忆聚合物万能抓手抓取和释放物体的流程示意图 形状记忆聚合物这块智能 “ 塑料 ” ,就好像是一把有魔力的万能锁,能锁住世间万物:为了获取 “ 猎物 ” ,它 先 变成柔软的橡皮泥,把物体柔柔地包住,然后变成坚硬的石头,把物体牢牢地锁住,等把物体 “ 押送 ” 到目的地,又会重新变成软软的橡皮泥并释放物体。宋吉舟教授介绍,这把 “ 万能锁 ” 能在典型的三维结构物体上产生很大的抓力,包括球体、方块、管状物体、螺栓、螺母、枣核、钥匙串等;更厉害的是,它还能像壁虎一样, 粘附在物体表面 ,不论物体表面光滑还是粗糙。 形状记忆聚合物万能抓手对典型宏观物体的抓力   那么对于尺寸小的物体,这个抓手又是如何发挥功效的呢?当物体尺寸小到微观尺度(100微米左右或者更小),物体受到的表面力,特别是与抓手的粘附作用强,会给物体的释放带来较大的挑战。在该设计中,抓手通过把物体或者物体表面的结构锁在其内部实现抓取,不依赖抓手的粘附力,所以当粘附力给物体释放带来挑战时,就可以在抓手表面镀上一层特殊材料,或者增加抓手表面粗糙度来减弱粘附,从而实现物体释放。这样,即使是75微米大小的不规则铁颗粒或者是直径10微米的二氧化硅球,也能顺利从形状记忆聚合物万能抓手上得到释放。 使用形状记忆聚合物万能抓手操纵75 微米的不规则铁颗粒和10微米直径的二氧化硅球 “微观抓手就像微观世界里的吊车,可以用它在微观世界里搭建‘建筑’,制作特殊的光电器件。”令狐昌鸿说,“这个抓手在微观视角下还有一个优势,就是一个抓手就是数以万计的微观吊车,可以高效地在微观世界工作。” 谈及具体应用,宋吉舟教授表示,在柔性电子制备中,最重要的一步就是微观元器件的快速组装,即把制备基底上数以万计或者更多的维纳元器件转移到柔性的使用基底上。以往的方法都依靠粘附来一次性抓取这些元器件,但是释放的时候粘附就变成了限制因素。而宋吉舟教授课题组提出的这个策略,完全不依赖粘附,为柔性电子的制备提供了一种新思路,有望推进柔性电子的工业化进程。 使用形状记忆聚合物万能抓手组装柔性电子器件的简单展示 该项目得到了国家973计划、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金等的支持。
浙江大学 2021-04-10
一种用于过氧羧酸酯类化合物生产的反应失控泄爆收容系统及方法
本发明公开了一种用于过氧羧酸酯类化合物生产的反应失控泄爆收容系统及方法,其中反应失控泄爆收容系统包括多感应泄爆系统、双区液相收容系统、吸能冷却分离系统、气相吸收消解系统、尾气燃烧处理系统以及监测控制系统。该反应失控泄爆收容系统及方法具有结构适配性强、多级防护可靠、物料无害化排放及回收、主动抑制与被动泄爆协同的特点,适用于过氧羧酸酯类化合物合成工艺的反应失控防控和应急,可有效降低该类工艺事故破坏后果,保障过氧羧酸酯类化合物工业生产安全。
南京工业大学 2021-01-12
螺羟吲哚类化合物的合成方法
本发明属于有机合成领域,公开了一种螺羟吲哚类化合物的合成方法,是以靛红类化合物、活性亚甲基化合物和1,3-二羰基化合物为原料,以大孔型强碱性阴离子交换树脂或凝胶型强酸性阳离子交换树脂为催化剂,在水相中“三组分一锅法”合成螺羟吲哚类化合物,该方法具有操作简便、反应条件温和、反应时间短(0.5~3小时)、产率高(90%~99%)、催化剂能重复使用、环境友好、成本低等优点。
四川文理学院 2015-02-25
一种化合物的应用
本发明涉及化合物,2?氨基嘌呤(2?Aminopurine, 2?AP)其结构式(Ⅰ)所示的化合物在治疗肺动脉高压中的应用。所述2?氨基嘌呤可作为唯一活性成分制备治疗肺动脉高压的药物。本发明通过试验研究发现了2?氨基嘌呤抑制肺动脉高压的作用,尤其适合治疗低氧血症所致的肺动脉高压。在2?氨基嘌呤和肺动脉高压的致病的分子机理研究上做出了新的突破,为防治继发性肺动脉高压的新药筛选和临床治疗提供理论依据和靶标。
中国农业大学 2021-04-11
一种应用于LTE MTC电力物联网的新型发射机
本发明公开了一种应用于LTE MTC电力物联网的新型发射机,包括:DSM调制器,用于分别采样和调制基带部分输出的I、Q两路正交数字基带信号,得到两路数字电平信号;本振可变增益衰减器,用于对本振信号功率衰减并输出多路正交差分信号;上混频器,用于将两路数字电平信号变换后作为其内晶体管开关的控制信号,以控制晶体管开关选择本振可变增益衰减器输出的正交差分信号中的某一路得到和输出射频信号;可变增益射频放大器,用于对射频信号按所需增益放大;射频功率放大器,用于对射频信号功率放大;射频SAW滤波器,用于对功率放大后的射频信号滤除带外噪声。本发明具有功耗低,可采用非线性较强的射频功率放大器,提高了发射机的能量效率。
东南大学 2021-04-11
一种环黄芪醇的制备方法及其用途
它公开了一种环黄芪醇的制备方法及其用途。环黄芪醇的制备方法是以黄芪甲苷或黄芪皂苷为原料,通过氧化、还原、水解、萃取、纯化制得高纯度的环黄芪醇。该方法操作简便、条件温和、产品质量好、收率高。环黄芪醇的用途是,在制备抗癌辅助治疗药物中的应用。以其为药物活性成分制得的抗癌辅助治疗药物,能增强抗癌药物疗效、降低抗癌药物毒性、预防和治疗抗癌药物治疗引起的白细胞降低的抗癌辅助治疗作用。
西南交通大学 2016-06-23
一种模拟离心铸造的多环薄壁模具
本发明公开了一种模拟离心铸造的多环薄壁模具,包括底盘, 浇口杯,浇道以及铸造模,底盘呈圆形平板状,浇口杯设置在底盘圆 心处;铸造模固定在底盘上,呈环形柱状,该铸造模的环圆心与底盘 圆心重合;浇道固定在底盘上,用于连通浇口杯和铸造模的腔室;浇 道的高度小于铸造模的高度。工作时,离心力使经浇口杯进入的流体 通过浇道到达腔室,并进一步自外而内、自下而上充入腔室,以进行 金属液体充型过程模拟。本发明装置能模拟流体三维形态的流
华中科技大学 2021-04-14
一种隧道环向排水结构
本发明涉及的一种隧道环向排水结构。针对目前设置在隧道初期支护中的环向排水管,因隧道支护结构施工等因素,会导致的排水管的挤压变形,此种现象会导致隧道环向排水不通畅的问题,公开了一种隧道环向排水结构,从外层的围岩层向内,依次设置初期支护层、易腐蚀吸水透水层和二次衬砌层,易腐蚀吸水透水层两端通过横向泄水管连接到侧沟上,在易腐蚀吸水透水层腐蚀的过程中,可利用易腐蚀吸水透水层的吸水性及透水性,满足较小水量的排水;当腐蚀完成后,便会形成自然的排水通道,有效地解决了排水管因挤压变形而堵塞的弊端。
西南交通大学 2016-10-14
一种新型永磁材料的制备方法
Nd2Fe14B永磁材料的制备方法主要有粉末冶金和快淬等,具有高能源消耗和需要高纯度元素作为初始原料等特点,在制备Nd2Fe14B基粘结磁体、烧结磁体或工程应用中的磁弹性体时,磁性粉末是必不可少的。通常情况下,微米级的Nd2Fe14B永磁粉末采用旋淬、破碎、球磨或者HDDR技术来制取;在纳米尺寸范围内,永磁纳米粒子所具有的形状及大小分布的优点决定了永磁纳米粒子可应用于
常州大学 2021-04-14
一种催化氧化制备 5-甲基吡嗪-2-羧酸的方法
作为一种重要的医药中间体,5-甲基吡嗪-2-羧酸主要用来合成降 血糖药物格列吡嗪及降血压药物阿昔莫司;同时,也可用于合成抗结 核药物 5-甲基吡嗪-2-羧酸甲酯。采用高效、绿色、环保的方法大规 模合成 5-甲基吡嗪-2-羧酸意义重大。目前,5-甲基吡嗪-2-羧酸的工 业合成以 2,5-二甲基吡嗪为原料,其合成方法主要有如下几种:(1) KMnO4 氧化法,但该方法中由于高锰酸钾一般过量使用,容易氧化 生成较多副产物,产品收率低;且更容易生成大量含高锰
兰州大学 2021-04-14
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