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基于超疏水特性的仿水黽微型機(jī)器人示意圖
紅外激光和磁場(chǎng)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的仿水黽微型機(jī)器人在水面游動(dòng)、跳躍及翻滾
自然界中許多昆蟲(chóng)都具有獨(dú)特的材料特性及優(yōu)異的運(yùn)動(dòng)性能，如昆蟲(chóng)體表往往具有超疏水特性，能快速在水面滑行、跳躍；具有輕薄的折疊翼、靈敏的復(fù)眼；能爬行、能鉆土、能游泳、能飛翔等。如何模仿昆蟲(chóng)研制出功能新穎、多樣的微型機(jī)器人，揭示微觀尺度下新的現(xiàn)象和規(guī)律并服務(wù)于人類，是科學(xué)家們思考和面對(duì)的問(wèn)題。
近日，沈陽(yáng)自動(dòng)化所在微型機(jī)器人領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研究的仿水黽微型機(jī)器人可在紅外光與磁場(chǎng)的聯(lián)合驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)可編程多模態(tài)運(yùn)動(dòng)，在微型機(jī)器人聯(lián)合驅(qū)動(dòng)、微流控輸運(yùn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)治理等方面具有重要作用，研究成果發(fā)表在《化學(xué)工程期刊》（Chemical Engineering Journal）上。
該所微納米課題組的科研人員從自然界中的水黽獲得靈感，開(kāi)展了超疏水材料制備及機(jī)器人多場(chǎng)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的研究。結(jié)合聚二甲基硅氧烷（PDMS）、石墨烯、磁性顆粒制備了具有光相應(yīng)、磁響應(yīng)及超疏水特性的復(fù)合材料，加工出了仿水黽微型機(jī)器人。結(jié)合微型機(jī)器人的光敏特性，利用紅外激光實(shí)現(xiàn)了微型機(jī)器人在水面的可控運(yùn)動(dòng)。基于磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)與材料的超疏水特性，實(shí)現(xiàn)了微型機(jī)器人在水面的快速游動(dòng)、跳躍及翻滾動(dòng)作。該研究實(shí)現(xiàn)了新材料制備與多場(chǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的融合，為仿昆蟲(chóng)機(jī)器人的研究提供了新的思路。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目和交叉創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目的支持。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)