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基于形狀記憶聚合
物
的一種
新型
的 “萬能抓手”
策略
浙江大學航空航天學院宋吉舟教授團隊,便基于形狀記憶聚合物,提出了一種新型的“萬能抓手”策略。這個“萬能抓手”的載體非常簡單,就是一塊智能“塑料”。別瞧它結構簡單,本領可不小,它可以把目標物體“鎖”在體內,輕松地抓取1微米到1米大小之間任何形狀的物體。 目前這一研究成果已發表在知名學術期刊《科學進展》(Science Advances)上,文章共同第一作者為浙江大學航空航天學院碩士生令狐昌鴻和博士生張順,通訊作者為浙江大學航空航天學院宋吉舟教授。 宋吉舟教授團隊的“萬能抓手”何以做到“探囊取物”?靠的便是形狀記憶聚合物。形狀記憶聚合物是一種特殊的智能材料,論其特殊,就特殊在它的“逆來順受”:在外部刺激作用(如光、熱)控制下,形狀記憶聚合物可軟可硬,在受到一定的外力作用導致變形后,它就能保持這個變形后的形狀,可謂“順其自然”;然而在一定的外部刺激作用下,它又會變回原來的樣子。目前形狀記憶聚合物已經被廣泛用于智能織物、電子包裝管的熱收縮膜、航空器太陽能帆板展開機構、智能醫藥器件等領域。 宋吉舟教授團隊的新策略:第一步,就是抓取物體時,先在外部刺激作用下,讓形狀記憶聚合物變得柔軟,趁此機會將物體或者物體表面的結構嵌入其中;第二步,去掉外部刺激,讓形狀記憶聚合物變回剛硬的狀態,保持住該變形的臨時形狀,將物體“鎖住”,從而把物體抓取起來;第三步,等把物體轉移到目的地之后,再次施加外部刺激,形狀記憶聚合物就會恢復初始形狀,將物體“解鎖”釋放。 形狀記憶聚合物萬能抓手抓取和釋放物體的流程示意圖 形狀記憶聚合物這塊智能 “ 塑料 ” ,就好像是一把有魔力的萬能鎖,能鎖住世間萬物:為了獲取 “ 獵物 ” ,它 先 變成柔軟的橡皮泥,把物體柔柔地包住,然后變成堅硬的石頭,把物體牢牢地鎖住,等把物體 “ 押送 ” 到目的地,又會重新變成軟軟的橡皮泥并釋放物體。宋吉舟教授介紹,這把 “ 萬能鎖 ” 能在典型的三維結構物體上產生很大的抓力,包括球體、方塊、管狀物體、螺栓、螺母、棗核、鑰匙串等;更厲害的是,它還能像壁虎一樣, 粘附在物體表面 ,不論物體表面光滑還是粗糙。 形狀記憶聚合物萬能抓手對典型宏觀物體的抓力 那么對于尺寸小的物體,這個抓手又是如何發揮功效的呢?當物體尺寸小到微觀尺度(100微米左右或者更?。?,物體受到的表面力,特別是與抓手的粘附作用強,會給物體的釋放帶來較大的挑戰。在該設計中,抓手通過把物體或者物體表面的結構鎖在其內部實現抓取,不依賴抓手的粘附力,所以當粘附力給物體釋放帶來挑戰時,就可以在抓手表面鍍上一層特殊材料,或者增加抓手表面粗糙度來減弱粘附,從而實現物體釋放。這樣,即使是75微米大小的不規則鐵顆?;蛘呤侵睆?0微米的二氧化硅球,也能順利從形狀記憶聚合物萬能抓手上得到釋放。 使用形狀記憶聚合物萬能抓手操縱75 微米的不規則鐵顆粒和10微米直徑的二氧化硅球 “微觀抓手就像微觀世界里的吊車,可以用它在微觀世界里搭建‘建筑’,制作特殊的光電器件。”令狐昌鴻說,“這個抓手在微觀視角下還有一個優勢,就是一個抓手就是數以萬計的微觀吊車,可以高效地在微觀世界工作。” 談及具體應用,宋吉舟教授表示,在柔性電子制備中,最重要的一步就是微觀元器件的快速組裝,即把制備基底上數以萬計或者更多的維納元器件轉移到柔性的使用基底上。以往的方法都依靠粘附來一次性抓取這些元器件,但是釋放的時候粘附就變成了限制因素。而宋吉舟教授課題組提出的這個策略,完全不依賴粘附,為柔性電子的制備提供了一種新思路,有望推進柔性電子的工業化進程。 使用形狀記憶聚合物萬能抓手組裝柔性電子器件的簡單展示 該項目得到了國家973計劃、國家自然科學基金和中央高?;究蒲袠I務費專項資金等的支持。
浙江大學
2021-04-10
考慮風光儲協調的配電網電壓控制
策略
研究與開發
針對分布式風光發電在配電網中的高比例接入態勢,源荷存在時空不匹配特性,導致功率倒送和節點過電壓等問題,面向電網網架相對薄弱地區,開展考慮風光發電不確定性的儲能的選址定容研究,實現不同運行方式下儲能的優化配置;提出基于有功/無功電壓控制分區的新型配電系統電壓控制策略,實現配電網電壓的分散式與集中式協同控制,滿足高滲透率風光并網場景下的電能質量要求。
沈陽農業大學
2025-05-21
自動
送
材機
產品詳細介紹
濟南玉敏教學設備有限公司
2021-08-23
基于深度學習的光伏并網系統電能質量預測及調控
策略
研究
本成果圍繞光伏并網系統電能質量展開?;谏疃葘W習算法,研究諧波等電能質量指標變化規律,運用特征提取技術處理時序數據,實現電能質量預測。研發基于態勢感知的電能質量調控裝置,總諧波補償率不小于 90%,補償次數 2 - 50 次。成果形式包括研究報告、調控裝置示范應用,申請發明專利 3 項,發表論文 3 篇。應用場景涵蓋光伏電站、配電網等,可提升電網可靠性與經濟性,減少設備損耗、優化調控策略、降低棄光率,為新能源消納提供支撐。
沈陽農業大學
2025-05-21
一種可離線裝
送
標簽的自動
送
標裝置
本發明公開了一種可離線裝送標簽的自動送標裝置,包括標簽 盒,以及安裝在標簽盒上的直線導軌、上限位機構、下限位桿、標簽 壓塊和標簽支撐板,所述標簽支撐板設置于所述標簽盒內并且其相對 于水平面傾斜設置;標簽壓塊通過滑塊安裝在所述直線導軌上;上限 位機構包括通過螺紋連接在標簽盒上的擋標螺栓,所述擋標螺栓水平 設置并且伸入所述標簽盒內;下限位桿水平安裝在所述標簽盒上。本發明依靠標簽壓塊自身的重力給予標簽持續壓力,自動將標簽向前推 進至取標口;標簽壓塊安裝在高精度的直線導軌上,保證標簽壓塊下 滑過程順暢不偏移
華中科技大學
2021-04-14
挑
送
式番茄收獲機
本實用新型涉及農業機械,尤其是一種挑送式番茄收獲機。包括機架和喂入切送臺,所述喂入切送臺設置在機架的前端,其中,還包括傳送裝置和摘送裝置,所述摘送裝置設置在機架的后端,傳送裝置設置在喂入切送臺和摘送裝置之間,所述喂入切送臺、傳送裝置和摘送分離裝置均與機架連接,喂入切送臺通過升降系統與機架連接;所述喂入切送臺包括切送臺機架、挑攏裝置、齒形對切器和柵格撥送器,所述挑攏裝置包括一對收割夾和連接兩收割夾的齒輪齒條傳動機構,兩收割夾的后部下方分別設有齒形對切器,柵格撥送器位于收割夾的后部上方。其體積小,占地面積少,滿足新疆品種的番茄收獲。
青島農業大學
2021-04-13
自動
送
餐機器人
針對某些條件允許的餐廳或食堂,使用云寶自動送餐機器人,實現零接觸就餐模式,保證就餐安全和衛生。把繁瑣、重復的事情交給機器人去做,送物、送外賣、送客需品。更多的使用機器人運送,避免人與人接觸,讓客人在居住期間更安心。云澎自動送餐機器人,減少接觸頻率,有效預防接觸傳播。
浙江云澎科技有限公司
2021-12-08
數控前
送
料剪板機
1、橫梁式機構,燕尾式夾鉗,夾鉗跨距可任意調整。 2、機床導軌間距大,側翼配置自動升降輔助臺,方便裝卸板材。 3、采用氣動長夾鉗,工作效率高,加工死區小。 4、萬向球與毛刷混合工作臺面,摩擦力小、支撐效果好。 5、專用數控系統,操作靈活簡單,無需人工編程,軟件免費升級。 6、導軌、絲杠、氣動元件及電器件采用進口品牌。 7、板材可在程序執行完畢后自動重復定位,定位準確。
青島大東自動化科技有限公司
2021-09-13
新型
配位交聯的聚合
物
合金
本技術充分利用材料中的可配位基團,如腈基 (C≡N) 、酯基 (O=C-0) ,同金屬陽離子進 行配位交聯,創建了一個新的非共價鍵交聯的網絡體系。由于金屬配位的鍵能高于氫鍵鍵能, 而且變化范圍也比較大,因此通過配位交聯所獲得的材料的力學性能優于通過氫鍵組裝的橡膠 材料;由于配位鍵的鍵能低于共價鍵,可以在一定情況下破壞配位交聯而不影響聚合物材料的 主鏈結構;配位鍵具有電、磁特性及非線性光學特性,通過選擇不同配位數和配位方式的金屬 離子,調節金屬離子的濃度,改變加工溫度和時間等方法控制聚合物的交聯程度和交聯密度, 實現了聚合物微觀結構和材料最終使用性能按需要進行調控;金屬離子同橡膠材料的配位是直 接在材料加工過程中一步實現,工藝簡單;這種配位交聯橡膠的添加劑和加工過程也無污染, 且幾乎不需要其他助劑,是一種環境友好的高性能、多功能材料,降低了對環境的污染和產品 的成本。無炭黑添加的配位交聯NBR的拉伸強度可超過60MPa,伸長率達到1000﹪,遠遠優于 硫磺交聯、炭黑補強的NBR (拉伸強度通常為20Mpa,伸長率<500%) 。而且由于金屬離子的引 入,橡膠材料也具有了一些特殊的性能,例如更加優良的耐油性及同金屬材料很好的粘接性 等。這些結果表明金屬配位交聯的綠色橡膠具有很高的實用價值和廣闊的應用前景。
華東理工大學
2021-04-11
一種
新型
高效抗菌聚合
物
據世界衛生組織統計,全世界每年死于細菌感染的人數已超過1700萬人。從歷次疾病流行的教訓中,人們清楚地認識到,有害細菌的傳播能通過各種途徑迅速蔓延。因此,這就迫切需要開發用于日常生活的抗菌材料解決憂關人們健康的難題,例如:各種衛生紙巾、擦拭紙、食品包裝材料、醫藥包裝、過濾、口罩或面罩、一次性醫療用品、包裝標簽等。然而,傳統的上述材料并不具備殺菌功能。行之有效的方法就是讓材料或紙張表面具有自然抑制或阻止病菌生長和傳播的能力??咕牧?,其性能是破壞病菌
四川大學
2021-04-14
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