【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院黃永安教授團(tuán)隊(duì)在微納制造領(lǐng)域取得重要突破，成功開發(fā)出一種面向曲面與不規(guī)則表面的仿生微納結(jié)構(gòu)高效制造新方法。該研究不僅拓展了微納制造的工藝邊界，也為未來智能表面、生物醫(yī)療器件及柔性電子等前沿領(lǐng)域提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。
自然界中，許多生物表面具有精妙的微納結(jié)構(gòu)，如蝴蝶翅膀的顯色鱗片、荷葉的超疏水表面等，這些結(jié)構(gòu)往往生長于復(fù)雜曲面之上，賦予生物獨(dú)特的物理功能。受此啟發(fā)，人工制備此類仿生微納結(jié)構(gòu)已成為研究熱點(diǎn)，然而如何在非平面、不規(guī)則基底上實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的高精度、高效率制造，一直是該領(lǐng)域的難點(diǎn)。
黃永安教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出并實(shí)現(xiàn)了基于電流體動(dòng)力噴射的曲面微納結(jié)構(gòu)直接制造技術(shù)。該方法通過精準(zhǔn)控制微米級(jí)液滴的沉積路徑與形態(tài)，能夠在曲面、柔性甚至動(dòng)態(tài)表面上“打印”出分辨率高、粘附性強(qiáng)的微納圖案與結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)成功在多種復(fù)雜曲面基底上制備了具有光學(xué)衍射、超疏水等功能的仿生結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出該工藝良好的適應(yīng)性功能拓展?jié)摿Α?br />
該技術(shù)的突破性不僅在于實(shí)現(xiàn)了曲面上的微納制造，更在于其工藝的靈活性與可擴(kuò)展性。相比傳統(tǒng)的光刻、壓印等平面工藝，這種新型噴射制造方法無需復(fù)雜模具、不依賴平整基底，極大地降低了制造成本與時(shí)間，為個(gè)性化、輕量化功能表面的開發(fā)開辟了新路徑。
研究團(tuán)隊(duì)指出，此項(xiàng)技術(shù)有望廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)檢測、柔性穿戴設(shè)備、航空航天光學(xué)元件以及軟體機(jī)器人智能皮膚等領(lǐng)域。例如，通過在微型醫(yī)療器械表面構(gòu)建特定微納結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)藥物的定向釋放或細(xì)胞的高效捕獲；在無人機(jī)機(jī)翼表面制備疏水結(jié)構(gòu)，則可提升其在復(fù)雜氣象條件下的飛行穩(wěn)定性。
目前，相關(guān)成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊，并申請多項(xiàng)發(fā)明專利。黃永安教授表示，團(tuán)隊(duì)未來將進(jìn)一步深化該技術(shù)在多功能集成與跨尺度制造方面的研究，推動(dòng)仿生微納制造從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用，為我國高端制造與智能制造的發(fā)展提供新的工藝支撐。
這項(xiàng)研究彰顯了華中科技大學(xué)在微納制造與交叉學(xué)科領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，也體現(xiàn)出機(jī)械學(xué)科面向國際前沿與國家需求，持續(xù)推動(dòng)工程科技發(fā)展的重要貢獻(xiàn)。
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