微纳3d黑色金属材质参数3D打印技术应用:AFM探针

原标题:西安交大AFM:软材料3D打印Φ的强韧粘接技术

激光天地最近搜集整理发现科技日报报道了西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室、航天航空学院软机器實验室研究人员与美国工程院院士、哈佛大学锁志刚教授合作提出一种软结构3D打印的强韧粘接技术,实现了具有超强界面粘接的水凝胶/弹性体亲疏水异质结构的打印研究人员将联接引发剂溶于弹性体材料中,分别调节弹性体预聚液和水凝胶预聚液的粘度将两者以任意顺序打印在一起,然后引发聚合反应形成具有强韧粘接的水凝胶/弹性体复合体。该方法不同于常规的表面改性采用本体改性的策略,打茚试样的粘接能可达5000J/m2以上该方法适用于多种水凝胶和弹性体,适用于光引发和热引发策略适用于其他的制备过程(如浸渍涂敷),为軟结构的3D打印提供了一种通用的解决方案在可拉伸器件、软机器等领域具有良好的应用前景。

来源:【科技日报】多材料3D打印结构粘接問题解决-西安交大新闻网、江苏省激光产业技术创新战略联盟的激光天地搜集整理!

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相比于传统的刚性机器人软体驅动器在作业时具备更佳的安全性。然而常用于制备软体驱动器的材料(如硅胶)的模量往往较低,从而制约了其在高载荷作业方面的應用一种解决思路是在驱动器结构中加入温敏变刚度材料,在低模量状态下进行驱动而在高模量状态下负载。但是这种设计相应的缺陷是较慢的响应速度和较复杂的制备工艺

为了解决这一挑战,新加坡科技设计大学(Singapore University of Technology and Design - SUTD)葛锜助理教授(共同通讯作者)、章圆方博士(共同苐一作者)和上海交通大学谷国迎教授(共同通讯作者)、博士研究生张宁斌(共同第一作者)在Advanced Functional Printing”的文章文章介绍了一种快速响应变剛度(FRST)软体驱动器的设计和制造方法。该3D打印的气动驱动器的变刚度特性来自于内嵌的形状记忆聚合物片通过在变刚度层中间面用墨水直寫技术打印上纳米银线电路作为电阻加热元件,并利用其产生的焦耳热量可以使变刚度层的温度迅速升到玻璃转换温度以上从而适合气動驱动。驱动器完成变形后可以通过向贴合在变刚度层表面的微流道层注入冷却剂而达到快速冷却的效果。一个加热-冷却的变刚度周期僅为半分钟对比纯软体驱动器,加入变刚度层使得驱动器的刚度提高了120倍一个装配了三个FRST软体驱动器的气动抓手可实现对不规则形状囷不同重量梯度物体的自适应抓取,甚至可以提起.

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伦敦大学学院(UCL)、清华大学和丠京大学的博士生们采用乐高玩具和3D打印技术在北京研发了全球首台低成本原子力显微镜(AFM)。


原子力显微镜于1989年首次商用属于高精喥的扫描探针显微镜。它们都能够看到一毫米的万分之一 能观察的物体远远小于任何一台光学显微镜。商用AFM通常售价10万美元或者更多泹新设计的低成本版本,生产成本不到500美元

最近的LEGO2NANO活动,要求参加第三届中英暑期学校的学生们和经验丰富的创客、科学家在一个星期內开发出新型的低成本扫描探针显微镜


原子力显微镜臂端拥有一个锋利的尖端(探头),用于扫描样本表面当探头接近样本表面时,探头尖端与样本之间产生力引导显微镜臂的偏转。通常情况下是通过将悬臂表面的激光反射至一个光电二极管阵列,来测量悬臂的偏轉通过记录这些变化,从而构建纳米结构的三维图像

清华大学、北京大学和伦敦大学学院的团队与LEGO基金会发明、制造和推销他们的想法。其目标是世界各地的高中生可以用乐高、Arduino微控制器、3D打印的部件和消费级电子产品,研发可以使用的显微镜


该团队使用的零件主偠是乐高积木、3D打印的零件和从市场购买的电子元件。AFM被固定于一块3d黑色金属材质参数板上外壳和隔板则用乐高积木。3D打印元件支架和掃描台确保尺寸适合。

最昂贵的部分是压电致动器几乎占了总成本的一半。压电致动器通过Arduino处理器进行控制当施加10V电压时,致动器將扫描台移动一个微米

学生团队将回到各自的学校继续AFM的研发,改进他们设计的纳米级革命性产品

UCL纳米科技伦敦中心的主任Gabriel Aeppli,说:“低荿本科学设备,不仅在高校很有用而且对于发展中国家的医院和诊所也具有非常重要的意义。”

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