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2022
12-21雙光子聚合飛秒激光單體素加工技術(shù)，用于制備連續(xù)漸變微納針形結(jié)構(gòu)
基于飛秒激光的直寫技術(shù)具有高精度、無(wú)掩模、非接觸及立體加工等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前微納加工領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。一方面，飛秒激光由于其超高的光子密度，容易誘發(fā)高分子聚合物材料的雙光子吸收效應(yīng)，從而突破光學(xué)衍射極限實(shí)現(xiàn)一百納米量級(jí)的加工精度；另一方面，飛秒激光由于其極窄的脈寬與極。高的峰值功率，在飛秒切削加工金屬、陶瓷等材料時(shí)能夠直接將材料轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體，加工熱影響區(qū)域極小。近年來(lái)，飛秒激光直寫技術(shù)已在微納光學(xué)、光信息存儲(chǔ)、仿生材料、生物醫(yī)學(xué)診療等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，為相關(guān)領(lǐng)域的納米結(jié)構(gòu)加工需求提供了有效2022
12-192022
12-162022
12-16基于屈曲不穩(wěn)定性編碼的非均質(zhì)磁化實(shí)現(xiàn)軟材料結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)形貌的調(diào)控
擁有主動(dòng)變形能力的三維可變形結(jié)構(gòu)在自然界中廣泛存在，可有效提高生物對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性。受這一特性啟發(fā)，研究人員已開發(fā)了多種基于水凝膠、液晶高分子、硅膠彈性體等的軟材料體系，在外界不同條件的刺激下（如化學(xué)溶劑、溫度、酸堿度、光等），實(shí)現(xiàn)了各式三維結(jié)構(gòu)的可控形貌變換（Nature2021,592,386；Nature2019,573,205；Nature2017,546,632)。但是，目前已有的方案主要基于軟材料形貌的準(zhǔn)靜態(tài)調(diào)制，如何實(shí)現(xiàn)多種尺度下多模態(tài)各向異性形貌與結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)調(diào)控，非常具有挑戰(zhàn)性2022
12-152022
12-13《Small》:微流控混合器件實(shí)現(xiàn)一步式構(gòu)建靶向脂質(zhì)體
脂質(zhì)體是一種由磷脂分子在水相中自組裝形成的球狀泡囊體。脂質(zhì)體具有良好的生物兼容性和低免疫原性，能夠保護(hù)藥物不被降解，是一種極.具前景的藥物遞送載體。近年來(lái)，脂質(zhì)體已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于腫瘤免疫治療、基因治療、多模態(tài)分子影像等領(lǐng)域。相比于常規(guī)的脂質(zhì)體，靶向脂質(zhì)體能夠有效地改善藥物的細(xì)胞攝取以及靶向富集能力，能夠顯著地提升藥物遞送效率。但是，常用的制備靶向脂質(zhì)體的方法正面臨著一些挑戰(zhàn)，例如，操作復(fù)雜、耗時(shí)久、批次差異性大等問(wèn)題。近期，中南大學(xué)湘雅醫(yī)院皮膚科、中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院等研究團(tuán)隊(duì)在《Small》（2022
12-12香港中文大學(xué)3D打印小尺度機(jī)器人及其在血栓定位與加速溶栓的應(yīng)用
血栓癥是一種常見的血管內(nèi)疾病，具有多種臨床表現(xiàn)和并發(fā)癥，例如心梗、中風(fēng)及肺栓塞等，嚴(yán)重危害病人的生命健康及生活質(zhì)量。傳統(tǒng)治療方案常先通過(guò)注射溶栓藥物或?qū)Ч芙槿爰夹g(shù)去除血栓，接著使用抗凝藥物預(yù)防二次堵塞。然而溶栓藥物缺乏靶向性，無(wú)法主動(dòng)在血栓部位富集，且高濃度的藥物易引發(fā)內(nèi)出血和血壓波動(dòng)，因此難以高效安全地完成去除血栓的任務(wù)。導(dǎo)管介入技術(shù)則對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)和判斷能力要求較高，操作不當(dāng)容易損傷血管，甚至造成二次堵塞。近年來(lái)，小尺度機(jī)器人系統(tǒng)在狹窄閉塞的生物環(huán)境中展現(xiàn)出令人矚目的應(yīng)用前景，已有研究人員開2022
12-07北理工：液滴無(wú)損轉(zhuǎn)移仿生功能表面的設(shè)計(jì)與制備
液滴的高效抓取和無(wú)損釋放在醫(yī)學(xué)中的藥物融合或靶向轉(zhuǎn)移、冷凝器表面或芯片實(shí)驗(yàn)室熱耗散等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。目前，液滴轉(zhuǎn)移往往由兩個(gè)具有不同粘附性的表面去實(shí)現(xiàn)，即將液滴從低粘附浸潤(rùn)表面轉(zhuǎn)移至高粘附浸潤(rùn)表面，且液滴的無(wú)損、自由釋放較難實(shí)現(xiàn)。最近，北京理工大學(xué)*結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院陳少華、劉明課題組設(shè)計(jì)并制備了一種新型的多級(jí)微結(jié)構(gòu)仿生功能表面，可利用同一表面實(shí)現(xiàn)液滴的高效抓取和無(wú)損釋放。該表面由磁顆粒填充的微尺度平板陣列結(jié)構(gòu)組成，微平板尺寸為5mm×0.12mm×1mm，每個(gè)微平板左右兩側(cè)分別分布有尺寸為602022
12-05基于微納3D打印制備的仿生功能表面在力場(chǎng)調(diào)控下實(shí)現(xiàn)黏附自清潔
是什么讓蜘蛛俠能夠飛檐走壁？又是什么讓年逾50的阿湯哥只身一人攀爬世.界.第.一高樓-——哈利法塔？盡管這些是科幻電影中的片段，但現(xiàn)實(shí)生活中早已有活生生的例子：壁虎。該生物不僅在潔凈基底上具有超.強(qiáng)黏附力，同時(shí)在沾滿灰塵的表面依舊能夠自由爬行，表明其黏附系統(tǒng)具有“自清潔”功能。有研究指出，壁虎之所以具有如此優(yōu)異的功能是因?yàn)槠淠_趾具有成千上萬(wàn)的鏟狀絨毛。圖1.壁虎腳掌黏附系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)近日，受壁虎行為啟發(fā)，北京理工大學(xué)*結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院的陳少華教授課題組提出了一種仿生微柱功能表面通過(guò)力場(chǎng)調(diào)控實(shí)現(xiàn)自清潔功2022
12-02中國(guó)計(jì)量大學(xué)嚴(yán)德賢團(tuán)隊(duì)：基于太赫茲波段的負(fù)曲率軌道角動(dòng)量光纖
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，近些年的通信容量實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的光纖通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以滿足當(dāng)前高速通信的需求。增大通信網(wǎng)絡(luò)的容量和提高通信速度的一種方法是開發(fā)太赫茲(Terahertz,THz)波段的光纖通信空間維度。太赫茲波是介于微波和紅外光之間的一種電磁波，頻率介于0.1THz到10THz之間，由于它帶寬大和傳輸速度快以及可以提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而備受關(guān)注。而在空間維度資源中，基于軌道角動(dòng)量（OrbitalAngularMomentum，OAM）的模分復(fù)用技術(shù)由于攜帶不同拓樸荷數(shù)的相互正交的2022
12-02DLP 3D打印具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的水凝膠
多孔水凝膠在能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存、催化、分離和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等方面得到了廣泛的應(yīng)用，并且調(diào)控水凝膠的孔徑和形貌對(duì)控制水凝膠的性能至關(guān)重要，但通過(guò)傳統(tǒng)的制造方法在多尺度上控制這些材料的孔隙率仍是具有挑戰(zhàn)性的。近日，浙江大學(xué)寧波研究院吳晶軍副研究員團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種通過(guò)離子交聯(lián)鎖定3D打印水凝膠凍干孔隙的后處理方法制備具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)水凝膠。通過(guò)3D打印賦予了水凝膠任意的三維幾何形狀和毫米長(zhǎng)度尺度的可控孔隙，并將打印好的水凝膠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行凍干和離子交聯(lián)的后處理過(guò)程，使水凝膠具有超出打印分辨率的微米級(jí)孔隙。利用這種分步2022
11-30用于毫米尺度3D物體操縱的喇叭狀粘附結(jié)構(gòu)——BMF
對(duì)于毫米尺度3D物體的操縱技術(shù)在電子轉(zhuǎn)印、精密裝配、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的基于機(jī)械夾持的抓取方案（如鑷子等）需要針對(duì)不同特征的物體進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)和定制。例如，普通的尖頭鑷子難以?shī)A持球體，需要在鑷子末端設(shè)計(jì)專門的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并且具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的鑷子無(wú)法夾持直徑小于環(huán)形的球體。此外，對(duì)于平放在基底表面上的薄片狀脆性物體（如硅片等）來(lái)說(shuō)，因其無(wú)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(duì)于毫米尺度的不同形狀和尺寸的3D物體進(jìn)行可控抓取操縱的通用性技術(shù)方案仍然面臨挑2022
11-29中科院理化所王樹濤教授團(tuán)隊(duì)/北航劉歡教授團(tuán)隊(duì)：仿松塔超慢運(yùn)動(dòng)
大自然為人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展提供了源源不斷的靈感和動(dòng)力。向自然學(xué)習(xí)，有所發(fā)現(xiàn)，有所發(fā)明，有所創(chuàng)造，有所進(jìn)步，是科學(xué)發(fā)展的一條行之有效的途徑。松塔的吸濕運(yùn)動(dòng)為人工驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)和制造提供了許多靈感。目前認(rèn)為，松塔的開合是由鱗片外層的“肉”（石細(xì)胞，sclerids）比內(nèi)層的“筋”（維管束，vascularbundle）的收縮膨脹更大引起的。但以往的研究只專注于研究松塔的彎曲機(jī)制，而忽略了彎曲過(guò)程和原本的功能特點(diǎn)。松塔為了讓風(fēng)和動(dòng)物把種子傳播到遠(yuǎn)離母樹的地方繁衍，只有在長(zhǎng)期干燥的環(huán)境下才會(huì)打開。對(duì)于松2022
11-28CRPS：哈工大郝崇磊/李兵團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)液滴定向餅狀彈跳現(xiàn)象
物質(zhì)科學(xué)Physicalscience近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）機(jī)電學(xué)院郝崇磊助理教授與李兵教授團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了基于有序微結(jié)構(gòu)上的液滴定向餅狀彈跳現(xiàn)象。該工作為液滴的快速脫離提供了新的思路，2022年1月10日，該研究成果以“Obliquepancakebouncing”為題發(fā)表在CellPress細(xì)胞出版社期刊CellReportsPhysicalScience上。哈工大（深圳）機(jī)電學(xué)院陶然博士和2018級(jí)本科生梁國(guó)強(qiáng)為該論文共同第一作者。固/液接觸時(shí)間是衡量界面動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕性的重要參數(shù)，也是決2022
11-25BMF磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)微板陣列表面實(shí)現(xiàn)定向輸運(yùn)
設(shè)計(jì)并驅(qū)動(dòng)微納米結(jié)構(gòu)表面實(shí)現(xiàn)物體的定向輸運(yùn)在微電子、生物醫(yī)藥及防污自清潔等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，提高定向輸運(yùn)的速度能進(jìn)一步提高輸運(yùn)效率。此外，通過(guò)對(duì)微結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種不同形狀的物體在不同環(huán)境中的定向輸運(yùn)也具有重要意義。近日，北京理工大學(xué)*結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院陳少華教授課題組提出了一種通過(guò)磁場(chǎng)控制微結(jié)構(gòu)表面快速輸運(yùn)固體物塊的方法。該方法能夠?qū)迕准?jí)的固體物塊進(jìn)行快速定向輸運(yùn)，其輸運(yùn)速率相對(duì)于已有文獻(xiàn)中的輸運(yùn)速率有大幅度的提升。微結(jié)構(gòu)表面主要由磁響應(yīng)微板陣列結(jié)構(gòu)和2022
11-25深圳大學(xué)董海峰教授：DNA水凝膠微針貼片，無(wú)創(chuàng)檢測(cè)癌癥相關(guān)靶標(biāo)
大量研究表明，miRNAs的異常表達(dá)與腫瘤的發(fā)生和遷移高度相關(guān)。它被認(rèn)為是腫瘤早期診斷和臨床治療的潛在生物標(biāo)志物。最近的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，在血液中發(fā)現(xiàn)的所有類型的RNA也以相似比例存在于間質(zhì)液中。對(duì)無(wú)創(chuàng)采樣和個(gè)性化生理監(jiān)測(cè)的需求不斷增長(zhǎng)，激發(fā)了人們對(duì)可作為生物標(biāo)志物信息庫(kù)的ISF進(jìn)行探索的興趣。因此，開發(fā)一種強(qiáng)大的微創(chuàng)方法在皮膚ISF中取樣足夠的靶點(diǎn)是勢(shì)在必行的。由于miRNA在ISF中的表達(dá)水平較低，樣本量有限，因此對(duì)ISF中miRNA的檢測(cè)提出很大的挑戰(zhàn)。為解決這一問(wèn)題，深圳大學(xué)董海峰教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)2022
11-24BMF基于高精度3D打印的垂直U型環(huán)太赫茲超材料
由于能夠?qū)μ掌濍姶挪óa(chǎn)生有效的調(diào)制，近年來(lái)，太赫茲電磁超材料受到了科研界極大的關(guān)注。太赫茲超材料的單個(gè)單元的特征尺寸一般為幾十微米，傳統(tǒng)的加工主要基于MEMS微納加工工藝流程。然而，這些工藝流程通常都需要昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備并且是多工序且高耗費(fèi)的。為了克服這些缺點(diǎn)與不足，西交大張留洋老師課題組提出了一種基于微納3D打印結(jié)合磁控濺射沉積鍍膜的太赫茲超材料制造工藝：以基于垂直U型環(huán)諧振器的三維太赫茲超材料為原型，采用高精度微納3D打印設(shè)備nanoArchS130（BMF摩方精密）對(duì)模型進(jìn)行加工，隨后通過(guò)2022
11-22摩方精密基于PμSL技術(shù)的微米級(jí)可拉伸電子一體化制造
柔性可拉伸電子器件具有可彎曲、可拉伸和可扭曲的優(yōu)異力學(xué)特性，其在生物醫(yī)學(xué)工程、機(jī)器人技術(shù)、人機(jī)界面等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用重要性日益凸顯。常見制備方法一方面是開發(fā)本征可拉伸的導(dǎo)電材料，例如摻雜導(dǎo)電納米材料的軟彈性體、導(dǎo)電聚合物和水凝膠等。但是，這些新型材料通常電導(dǎo)率較低、機(jī)電穩(wěn)定性能較差和易對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的電信號(hào)造成干擾。另一方面則是通過(guò)構(gòu)建如平面蛇形等幾何結(jié)構(gòu)來(lái)提升傳統(tǒng)導(dǎo)電材料（包括金屬等）在力學(xué)服役下的最大可拉伸應(yīng)變。雖然以上兩種（結(jié)合）方法都已有大量報(bào)道，然而大部分的可拉伸電子受限于加工方式的難度，2022
11-22深度學(xué)習(xí)助力增材制造梯度力學(xué)超材料逆向設(shè)計(jì)
由于其特異的宏微觀基元拓?fù)錁?gòu)型，力學(xué)超材料在剛度、韌性、減隔振和熱膨脹等性能方面顯著優(yōu)于傳統(tǒng)均質(zhì)材料，受到了航空航天、生物醫(yī)學(xué)、電子電路和土木工程等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。生物體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化形成的各類器官，與超材料的概念相契合，即通過(guò)多層級(jí)微結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)超常物理力學(xué)特性，同時(shí)生物器官的微結(jié)構(gòu)基元還呈現(xiàn)出梯度漸變、長(zhǎng)程無(wú)序等特征。目前，針對(duì)力學(xué)超材料發(fā)展的拓?fù)鋬?yōu)化方法和機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方法，主要面向周期性結(jié)構(gòu)，對(duì)于仿生梯度超材料的逆向設(shè)計(jì)和優(yōu)化，缺乏高效率、高保真的計(jì)算分析方法。圖1深度神經(jīng)多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多屬性胞2022
11-18具有高運(yùn)動(dòng)精度和高輸出力可變形磁流體機(jī)器人
在生物醫(yī)學(xué)研究中，對(duì)生物顆粒（如細(xì)胞和生物組織）的操作，特別是捕獲和運(yùn)輸，是各種生物應(yīng)用的基礎(chǔ)。許多工具和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用來(lái)提高操作的準(zhǔn)確性和效率。磁驅(qū)動(dòng)機(jī)器人具有精確操縱粒子或生物組織的能力，在生物醫(yī)學(xué)、生物工程和生物物理學(xué)領(lǐng)域具有重要的潛力。然而，具有預(yù)定形狀的剛性機(jī)器人的變形能力是有限的，這限制了其在狹小的空間的運(yùn)動(dòng)。近日，北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院仿生與微納研究所馮林副教授等研發(fā)了一種可變小型機(jī)器人，該機(jī)器人是利用具有磁性和流體性質(zhì)的鐵磁流體這一新型材料所研制的。該磁流體基機(jī)器人不僅可掃一掃訪問(wèn)手機(jī)商鋪
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