随着通信技术的快速发展,近些年的通信容量实现了快速增长,传统的光纤通信网络已经难以满足当前高速通信的需求。
仿生章鱼吸附在操作精细物体等方面有巨大应用潜力。目前仿生章鱼吸附基于外力、电或热传导等刺激方式调节吸盘内部压强,从而赋予了其黏附性能。然而,目前常见的刺激策略中,粘附垫的强弱黏附能力转换需要以接触方式触发、且大部分存在响应时间长的问题,因此,这些粘附垫难以快速执行在密闭空间内对物体的操作任务。
由于能够对太赫兹电磁波产生有效的调制,近年来,太赫兹电磁超材料受到了科研界极大的关注。太赫兹超材料的单个单元的特征尺寸一般为几十微米,传统的加工主要基于MEMS微纳加工工艺流程。然而,这些工艺流程通常都需要昂贵的实验设备并且是多工序且高耗费的。为了克服这些缺点与不足,西交大张留洋老师课题组提出了一种基于微纳3D打印结合磁控溅射沉积镀膜的太赫兹超材料制造工艺:以基于垂直U型环谐振器的三维太赫兹超材料为原型,采用高精度微纳3D打印设备nanoArch S130(BMF摩方精密)对模型进行加工,随后通过磁控溅射沉积镀金属膜赋予该结构功能性。
太赫兹波,指频率为0.1-10 THz的电磁波,位于微波和红外之间,属于电子学与光子学的过渡区间。由于具有光子能量低、穿透力强、特征光谱分辨能力好等属性,太赫兹技术在生物传感、无损检测以及高速无线通讯等领域具有重要的应用前景。
设计并驱动微纳米结构表面实现物体的定向输运在微电子、生物医药及防污自清洁等领域具有广泛的应用前景。在这些应用领域中,提高定向输运的速度能进一步提高输运效率。此外,通过对微结构和驱动方式的创新性设计,实现对多种不同形状的物体在不同环境中的定向输运也具有重要意义。
对于毫米尺度3D物体的操纵技术在电子转印、精密装配、微机电系统等领域具有重要的应用前景。传统的基于机械夹持的抓取方案(如镊子等)需要针对不同特征的物体进行专门的设计和定制。例如,普通的尖头镊子难以夹持球体,需要在镊子末端设计专门的环形结构,并且具有环形结构的镊子无法夹持直径小于环形的球体。此外,对于平放在基底表面上的薄片状脆性物体(如硅片等)来说,因其无特殊的可夹持特征,使用镊子等工具难以将其从基底表面夹持住。目前,对于毫米尺度的不同形状和尺寸的3D物体进行可控抓取操纵的通用性技术方案仍然面临挑战。
当前,超材料制造工艺主要有印刷电路板(PCB)、光刻、电子束刻蚀等,然而这些工艺在3D超材料结构制造方面普遍存在步骤繁琐、成本高、耗时长等问题,不易与曲面共形,难以满足实际应用条件。3D、曲面共形一体化超材料的制造仍然是一项重大挑战。
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。