技術文章
Technical articles微流控(Microfluidics),是一種精確控制和操控微尺度流體,又稱其為芯片實驗室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技術,是把生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上,自動完成分析全過程。由于在生物、化學、醫學等領域的巨大潛力,已經發展成為一個生物、化學、醫學、流體、電子、材料、機械等學科交叉的嶄新研究領域。由于微米級的結構,流體在微流控芯片中顯示和產生了與宏觀尺度不同的特殊性能,因此發展出*的分析產生的性能。...
隨著柔性電子領域的快速發展和物聯網技術的普及,能夠用來監測人類生理指標(如心跳、脈搏、運動周期、血壓等)和機械運行狀態(如主軸跳動、機器人運動狀態感知等)信號的可穿戴電子器件逐漸應用到社會生活中。可穿戴電子器件的共形設計和制造使其在電子皮膚、柔性傳感和人工智能中具有潛在的應用前景。當前,大多數電子器件是利用光刻、壓印技術和電子束在硅表面進行制備。然而由于缺乏彎曲表面的加工工藝,要制備與復雜曲線表面(例如人體關節)共形的電子器件尤為困難。面投影微立體光刻3D打印技術(PμSL)...
液滴的自發定向輸運在芯片實驗室、能源電力系統、油氣輸運、水收集和除濕等領域具有廣泛的應用前景,其主要取決于表面形貌結構和化學組成的非對稱性,具體表現為浸潤性梯度、各向異性結構和曲率梯度等。液滴輸運的速度和距離是判定輸運效率的有效指標。合理的設計并制備表面結構是實現快速、長程的液滴自發定向輸運的有效方法。然而,傳統的加工技術加工精度較低、加工結構單一,很難滿足結構性能要求。近日,大連理工大學馮詩樂副教授,受松針表面多級非對稱結構啟發,使用深圳摩方材料科技有限公司PμSL3D打印...
增生性瘢痕(HS)是一種病理性瘢痕,表現為異常僵硬、腫脹、抗拉強度降低和色素沉著,可引發瘢痕患者機體功能障礙、情緒焦慮、抑郁等癥狀。因此,增生性瘢痕的防治一直是創傷后面臨的一個重要挑戰。聚合物微針(MNs)已成為一種的非常有效的透皮物質交換介質,其可以最小的侵入性幫助在疾病治療如腫瘤、糖尿病、細菌生物被膜、真菌感染和疤痕中提供各種藥物的透皮傳遞。但換個角度看,微針可穿透表皮層角質層,在組織中形成微孔陣列,往往會改變疤痕組織的生物力學環境和超微結構,這給增生性瘢痕的臨床管理尋找...
面投影微立體光刻(ProjectionMicroStereolithography,PμSL)是一種面投影光固化3D打印技術,適用于制作微尺度的復雜三維結構,有著高分辨率、高精度、跨尺度加工、適用材料廣、加工效率高、加工成本低等諸多特點。本文將從成型原理、最小加工特征尺寸、最大成型幅面、適配打印材料、與其他3D打印技術的對比、產業化技術創新等方面,對這一技術進行詳細介紹。圖1基于PμSL3D打印技術制作的復雜三維結構示例一、成型原理圖2所示為PμSL3D打印技術的成型過程,首...
對于生物醫學領域的多個應用場景(心血管手術、支氣管手術等),小型軟連續體機器人都展現了其巨大的應用潛力(圖1a)。然而,現有的連續體機器人卻在驅動選擇方面經歷相應的瓶頸期,其難以同時擁有小尺寸、柔順驅動、大轉角以及高精度操作等特性,因而在一定程度上限制了其在體內某些狹長受限環境下的廣泛應用。而傳統的加工制造方法不能很好的實現驅動方式綜合性能的改善。近日,香港城市大學生物醫學工程系申亞京教授帶領的研究團隊開發了一款毫米級的軟連續體機器人(圖1),其在線控和磁場的混合驅動模式下同...
在生物醫學研究中,對生物顆粒(如細胞和生物組織)的操作,特別是捕獲和運輸,是各種生物應用的基礎。許多工具和驅動系統被設計用來提高操作的準確性和效率。磁驅動機器人具有精確操縱粒子或生物組織的能力,在生物醫學、生物工程和生物物理學領域具有重要的潛力。然而,具有預定形狀的剛性機器人的變形能力是有限的,這限制了其在狹小的空間的運動。近日,北京航空航天大學機械工程學院仿生與微納研究所馮林副教授等研發了一種可變小型機器人,該機器人是利用具有磁性和流體性質的鐵磁流體這一新型材料所研制的。該...
對于毫米尺度3D物體的操縱技術在電子轉印、精密裝配、微機電系統等領域具有重要的應用前景。傳統的基于機械夾持的抓取方案(如鑷子等)需要針對不同特征的物體進行專門的設計和定制。例如,普通的尖頭鑷子難以夾持球體,需要在鑷子末端設計專門的環形結構,并且具有環形結構的鑷子無法夾持直徑小于環形的球體。此外,對于平放在基底表面上的薄片狀脆性物體(如硅片等)來說,因其無特殊的可夾持特征,使用鑷子等工具難以將其從基底表面夾持住。目前,對于毫米尺度的不同形狀和尺寸的3D物體進行可控抓取操縱的通用...