技術(shù)文章
Technical articles由于自然界中生命的演變，生物往往表現出對復雜環(huán)境的高度適應性，例如超快運動(dòng)、偽.裝和群體合作。生物運動(dòng)的研究對仿生機器人以及醫療設備構建等工程領(lǐng)域具有重要啟示作用?；诖?，人們致力于開(kāi)發(fā)新的仿真工具、物理模型和實(shí)驗平臺來(lái)模擬和研究這些自然運動(dòng)模式。然而，許多不同尺度的生物表現出非常復雜的運動(dòng)步態(tài)，例如多種基本運動(dòng)的耦合。這些步態(tài)難以用現有的軟體機器人平臺模擬，而且這些平臺通常缺乏解耦復雜生物行為的策略，使得理解生物運動(dòng)的機制具有挑戰性。近日，香港中文大學(xué)張立教授課題組聯(lián)合北京...
糖尿病是一種流行慢性代謝性疾病，具有多種臨床表現和并發(fā)癥，是死亡的主要原因之一。連續血糖監測可加強糖尿病管理，通過(guò)及時(shí)了解血糖水平波動(dòng)情況來(lái)調整治療方案，可減少住院次數并節約醫療費用，減少無(wú)效藥物的使用從而挽救生命。微針系統在糖尿病的持續和實(shí)時(shí)監測方面有著(zhù)巨大的前景，其可在不觸及痛點(diǎn)的情況下到達真皮，并且可以降低感染的可能性，有著(zhù)更高的安全性。已有不少研究者開(kāi)發(fā)出了用于糖尿病監測的微針生物傳感器。然而，這些傳感器的血糖檢測范圍仍然有限，這使得對血糖水平高的患者的監測不準確，且...
聚苯并惡嗪（polybenzoxazines，PBZs），是一類(lèi)高性能熱固性酚醛塑料。因其優(yōu)異的熱穩定性、力學(xué)性能、高的殘碳率、優(yōu)異的阻燃性、低吸水率、幾乎為零的體積收縮率，使得PBZs在眾多領(lǐng)域都有廣泛的應用，例如防腐涂層、電子、航空復合材料、混紡纖維以及合金等。然而，PBZs本身比較脆，并且因其高的固化溫度（通常為180-250℃）而導致加工性差。此外，常規的制備工藝例如擠出和熔融都十分難制備復雜的PBZs結構，這也大大限制了其進(jìn)一步的應用。3D打印技術(shù)是一種創(chuàng )新性的材料...
對于生物醫學(xué)領(lǐng)域的多個(gè)應用場(chǎng)景（心血管手術(shù)、支氣管手術(shù)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(dòng)選擇方面經(jīng)歷相應的瓶頸期，其難以同時(shí)擁有小尺寸、柔順驅動(dòng)、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(cháng)受限環(huán)境下的廣泛應用。而傳統的加工制造方法不能很好的實(shí)現驅動(dòng)方式綜合性能的改善。近日，香港城市大學(xué)生物醫學(xué)工程系申亞京教授帶領(lǐng)的研究團隊開(kāi)發(fā)了一款毫米級的軟連續體機器人（圖1），其在線(xiàn)控和磁場(chǎng)的混合驅動(dòng)模式下同...
金魚(yú)藻具有*的莖和葉的氣孔，其莖葉呈帶狀，寬度小于0.5mm，有利于在日照和空氣有限的情況下有效進(jìn)行光合作用（圖1a-c）。此外，金魚(yú)藻莖葉上的氣孔不僅能與周?chē)h(huán)境交換氣體進(jìn)行呼吸，還能阻止外界水流的流入，這對金魚(yú)藻在水下的生存至關(guān)重要。圖1.一種仿生功能開(kāi)放細胞。(a)金魚(yú)藻。(b)金魚(yú)藻表面覆蓋著(zhù)*的氣孔。(c)金魚(yú)藻表面單氣孔示意圖。(d)利用PμSL3D打印技術(shù)制備仿生開(kāi)孔細胞。受此啟發(fā)，湖南大學(xué)王兆龍副教授、段輝高教授與中科院理化所董智超研究員，東南大學(xué)陳永平教授及...
靈敏度高、線(xiàn)性傳感范圍寬的柔性壓力傳感器在機器人觸覺(jué)、健康監測、可穿戴設備領(lǐng)域具有重要應用。構筑微結構可以提高傳感器的靈敏度，但由于軟材料在壓力作用下的結構硬化問(wèn)題使傳感器的響應逐漸飽和，導致器件呈現較窄的傳感范圍和顯著(zhù)的非線(xiàn)性響應。針對這一問(wèn)題，來(lái)自南方科技大學(xué)的郭傳飛教授團隊設計了由微穹頂陣列與帶有次級微柱的微穹頂（分級微穹頂）陣列而形成的一種分級互鎖結構，有效提升界面結構的可壓縮性，顯著(zhù)降低結構硬化，實(shí)現柔性壓力傳感器的高靈敏度（49.1kPa-1）、線(xiàn)性響應（相關(guān)系數...
近年來(lái)，作為一種可調控波相位、極化方式、傳播模式的超薄聲學(xué)人工表面結構，聲學(xué)超構表面(Acousticmetasurfaces)可以實(shí)現許多新奇的波控功能，在吸聲降噪、醫學(xué)超聲、聲波器件、探測、通信等領(lǐng)域展現了廣闊的應用前景。然而，絕大多數聲學(xué)超構表面都面臨突出的窄帶和功能色散問(wèn)題，且主動(dòng)調控的手段也存在功能色散、低可靠性、高系統復雜度和高制造成本等諸多挑戰。更重要的是，可重構超構表面雖可保證離散頻率下波動(dòng)功能，但不太可能適用于含多個(gè)頻率的寬帶入射波包。因此，從工程應用的角度...
流體可控輸運廣泛存在于各種自然系統和實(shí)際工程中，在微流控、冷凝換熱、抗結冰和界面減阻等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。自從表/界面科學(xué)潤濕性基礎理論建立以來(lái)，國內外學(xué)者普遍認為，液體傾向于自發(fā)向系統能量降低的方向運動(dòng)，其運動(dòng)方向主要取決于表面結構特征和化學(xué)組成，與液體的性質(zhì)無(wú)關(guān)。然而，液體能否決定其命運，在不改變表面結構和無(wú)能量輸入的前提下實(shí)現運動(dòng)方向的自主選擇是長(cháng)期以來(lái)困擾學(xué)者們的科學(xué)難題。近日，香港城市大學(xué)王鉆開(kāi)教授及其合作者借鑒南洋杉葉片多重懸臂結構特征，制備了仿南洋杉3D毛細...
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