清華大學的張明超團隊在nature materials發(fā)表了相關(guān)論文，提出了一種受生物皮膚雞皮疙瘩反應(yīng)啟發(fā)而設(shè)計的微致動系統(tǒng)。該系統(tǒng)由3D打印的被動微結(jié)構(gòu)（采用Nanoscribe公司的光刻膠IP-S）和光響應(yīng)液晶彈性體（LCE，由單體RM257、交聯(lián)劑PETMP、柔性鏈延長劑EDDET等合成）人工皮膚組成。在飛秒激光（中心波長780 nm，脈沖持續(xù)時間80 fs，重復(fù)頻率80 MHz）照射下，LCE皮膚產(chǎn)生局部微尺度“人工雞皮疙瘩"，驅(qū)動被動微結(jié)構(gòu)運動。通過精確編程激光軌跡、速度和功率，實現(xiàn)了微結(jié)構(gòu)的二維運動控制，包括0-360度旋轉(zhuǎn)。

微致動器在微型機器人、生物醫(yī)學設(shè)備和集成電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，現(xiàn)有的微致動器技術(shù)面臨一些挑戰(zhàn)，例如制造復(fù)雜性高、小尺度運動受限、各單元獨立控制難、以及微結(jié)構(gòu)操縱困難等。受生物皮膚雞皮疙瘩反應(yīng)的啟發(fā)，該團隊利用光響應(yīng)LCE人工皮膚產(chǎn)生局部變形，驅(qū)動被動微結(jié)構(gòu)運動，實現(xiàn)了精確、局部和可控的微結(jié)構(gòu)操縱。

通過編程激光參數(shù)，該微致動系統(tǒng)實現(xiàn)了微結(jié)構(gòu)的0-360度旋轉(zhuǎn)等二維運動控制，為微型機器人的靈活運動提供了可能。此外，該系統(tǒng)還可用于精確控制由光刻膠IP-S制成的微鏡的傾斜角度和方向，實現(xiàn)對光反射的精確控制。

另一個重要的應(yīng)用是局部或全局地拆卸毛細力誘導(dǎo)的自組裝微結(jié)構(gòu)，為微結(jié)構(gòu)制造和微流控應(yīng)用提供了新的工具。

此外，通過控制微結(jié)構(gòu)在暗態(tài)和亮態(tài)之間的可控切換，該系統(tǒng)展示了在信息存儲領(lǐng)域的潛力。

然而，該微致動系統(tǒng)仍面臨一些挑戰(zhàn)，例如實現(xiàn)對微結(jié)構(gòu)的精確、局部和可控操縱需要對激光參數(shù)進行精確編程，并對LCE材料的特性進行深入理解和優(yōu)化。LCE材料的響應(yīng)速度、變形范圍和穩(wěn)定性等特性對微致動系統(tǒng)的性能有重要影響，需要進一步研究和改進。該微致動系統(tǒng)在微型機器人、生物醫(yī)學設(shè)備、微流控和集成電子等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大，但需要針對不同應(yīng)用場景進行定制化設(shè)計和優(yōu)化。

本文的工作通過Nanoscribe雙光子聚合原理微納3D打印完成，全新雙光子灰度光刻技術(shù)將微納增材制造和超高速體素大小調(diào)節(jié)結(jié)合在一起：雙光子灰度光刻(2GL)是一種全新的具有超高速、超精確的可以滿足自由形態(tài)的微加工技術(shù)，同時又不影響速度和精度。

Nanoscribe 3D微納加工系統(tǒng)海具備A2PL®對準雙光子光刻技術(shù)，可實現(xiàn)在光纖和光子芯片上的納米級精確對準。3D printing by 2GL®在實現(xiàn)優(yōu)異的打印質(zhì)量同時兼顧打印速度，適用于微光學制造和光子封裝領(lǐng)域。

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