近日,安徽建筑大學(xué)機(jī)電學(xué)院特種裝備與極端制造科研團(tuán)隊(duì)姚燕生教授和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳東團(tuán)隊(duì)合作,在國際著名期刊《Nano Letters》(中科院一區(qū)TOP,影響因子9.6)發(fā)表了題為 “Thermo-induced Biomimetic Switchable Slippery Interfaces with Strong Dual-phase Adhesion via Femtosecond Laser Fabrication”研究論文。
圖1 TBSSI的制造與演示
具有可切換粘附性的智能表面在可穿戴設(shè)備、機(jī)器人技術(shù)和生物檢測領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。然而,在固體和液體界面上實(shí)現(xiàn)通用可切換粘附仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。本論文在前期氣液驅(qū)動(dòng)的研究基礎(chǔ)上,提出設(shè)計(jì)一種對固體和液體都具有可控粘附力的新型微納結(jié)構(gòu)界面。在合作雙方的共同指導(dǎo)下,2022級機(jī)械專業(yè)研究生周建偉結(jié)合章魚觸須和滑膩貽貝的生物結(jié)構(gòu)開展仿生設(shè)計(jì),通過在柔軟的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片上進(jìn)行飛秒激光鉆孔并灌注相變石蠟,制備了一種熱誘導(dǎo)仿生可切換滑膩界面(TBSSI),該界面在固體和液體上均具有強(qiáng)大的粘附力。該表面在室溫下表現(xiàn)出液體粘附性,而通過焦耳熱激發(fā)石蠟發(fā)生相變則可實(shí)現(xiàn)固體粘附性,展現(xiàn)出約142 kPa的強(qiáng)大粘附強(qiáng)度。機(jī)械磨損測試證明了該表面具有出色的自修復(fù)能力和優(yōu)異的粘附強(qiáng)度保持性。
圖2 TBSSI的表征與優(yōu)化
這項(xiàng)工作將為通用粘附表面的設(shè)計(jì)提供新見解,并推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域如超快激光微加工和軟體機(jī)器人的發(fā)展。
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