今日頭條
官方微信
官方抖音
資訊頻道
動(dòng)態(tài)結構色傳感機制
感知是機器人完成復雜作業(yè)的前提。微納機器人受到尺寸效應的影響，其感知始終難以實(shí)現，一直是科學(xué)家不斷追求的目標。
近日，中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所科研人員運用光柵衍射原理，開(kāi)發(fā)出了一種微型動(dòng)態(tài)結構色傳感器。該傳感器能夠被制作成微米尺度，從而在微環(huán)境下靈敏地響應外部pH變化并展現出可視的顏色響應，為微納機器人在體感知提供了新的路徑。
相關(guān)研究以Nanograting-Based Dynamic Structural Colors Using Heterogeneous Materials為題在Nano-Micro Letters（中國科學(xué)院1區期刊）發(fā)表。
微型加密器件的編碼打印
該微型動(dòng)態(tài)結構色傳感器技術(shù)的關(guān)鍵是使用了一種異質(zhì)材料的納米網(wǎng)格結構?？蒲腥藛T通過(guò)雙光子聚合技術(shù)，將pH響應水凝膠與IP-L光刻膠交織打印，構建了2.5D的納米網(wǎng)格結構，它能夠在周?chē)h(huán)境的pH值變化時(shí)發(fā)生膨脹和收縮，從而改變納米光柵結構的周期，實(shí)現顏色的變化。當水凝膠在溶脹狀態(tài)下，它可以延長(cháng)縱向光柵的周期，從而在特定角度下產(chǎn)生可調諧的結構顏色。
此外，針對微型無(wú)線(xiàn)傳感器的打印和編程，科研團隊開(kāi)發(fā)了一種基于灰度設計的方法，通過(guò)調整光柵結構的高度和周期來(lái)實(shí)現結構色圖案的編碼。該方法可以顯著(zhù)提高結構色的空間編碼能力，并實(shí)現動(dòng)態(tài)結構色圖案的精準打印。
該項技術(shù)可用于微型機器人和微流控芯片等微型設備，在生物醫學(xué)和信息通信等領(lǐng)域發(fā)揮作用。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目的支持。（機器人學(xué)研究室）
論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s40820-024-01554-7
來(lái)源：中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號