香港城市大学朱平安教授团队ICM：“往复多变”的非对称微纤维驱动器

主要观点总结

本文主要介绍了香港城市大学朱平安教授团队在微型驱动器领域的创新研究，特别是他们设计并制造的一种新型非对称微纤维驱动器。该驱动器具有壳核结构，能够响应湿度变化产生复杂的‘往复式’变形，解决了传统微型驱动器对多重复杂变形的需求以及多种能量源的依赖性的问题。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

现代机器人技术中，微型驱动器的需求日益增长，其尺寸小、精度高和功耗低的特点使其在多种领域有广泛应用前景。然而，大多数微驱动器仅限于单向变形，难以满足复杂应用需求。

关键观点2: 研究亮点

新型非对称微纤维驱动器通过单一的湿度变化实现复杂的往复变形；通过液滴微流控技术精确控制微纤维形貌和内部颗粒尺寸，从而调控微纤维变形。

关键观点3: 设计原理

新型微纤维驱动器主要由复合海藻酸钠-硅藻土材料和聚二甲基硅氧烷(PDMS)微粒带组成，其内部结构的亲水性和疏水性实现了可逆的往复变形。

关键观点4: 制造原理

利用液滴微流控技术精确制造非对称微纤维驱动器，共流微流控装置和内管偏心放置确保产生的油滴位于海藻酸钠液体射流的一侧，生成微纤维干燥后形成单独的结。

关键观点5: 非对称微型纤维的形貌

微纤维驱动器固有的不对称性导致其主干和不均匀棘齿状结构之间的体积变化明显不同，从而实现变形。水合和脱水过程中的体积变化是可逆的。

关键观点6: 往复变形的调控

通过改变微纤维驱动器的形貌调控变形。利用微流控技术改变微纤维和微颗粒的几何形貌和尺寸，驱动器初始和最终状态下的曲率和变形幅度发生变化，但总体趋势保持一致。

关键观点7: 潜在应用

这种微纤维驱动器在操纵液体和固体方面具有多功能性，与传统限于单向变形的驱动器相比，具有双向变形的优势，有望在下一代驱动器的开发中提高其通用性和多功能性。