通过合体软硬联合组装的生物模拟热敏超结构
Dengping Lyu1, Wei Xu1, Nansen Zhou2
1Department of Chemistry, The University of Hong Kong, Pokfulam Road, Hong Kong SAR, China.
Science advances
|June 30, 2023
概括
研究人员使用合体组件创建了称为MicroSpines的微尺度混合结构. 这些热敏微型执行器可以改变形状,从而使微型机器人和药物输送中的应用成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 微型机器人技术的发展
- 结合体化学 结合体化学
背景情况:
- 软硬混合结构在自然界中很常见,并激发了人工设备的灵感.
- 这些混合结构的微尺度实现在材料集成和执行方面提出了重大挑战.
- 现有的微尺度执行器往往缺乏复杂的形状转换能力.
研究的目的:
- 开发一种创建微观软硬混合结构的方法.
- 设计具有可控制的形状转换性质的热敏微执行器.
- 展示这些结构在微型机器人和控制释放应用中的潜力.
主要方法:
- 使用简单的合体组件将异型金属有机框架 (MOF) 颗粒与液滴集成.
- 通过价值限组形成模仿脊柱的合链 (微脊柱).
- 设计了各种链形态,并通过膨胀/脱水机制实现了温度编程的形状转换.
主要成果:
- 成功创建了微尺度的超结构,交替具有软硬段 (MicroSpines).
- 经过温度变化引发的微脊体的可逆形状变化 (直线到曲线).
- 设计有图案的体臂和温度控制的体囊,用于客人封装和释放.
结论:
- 合体组件为微尺度软硬混合结构提供了一个简单的途径.
- 热敏微脊提供可调节的执行行为和多功能功能.
- 这些微观结构对先进的微型机器人,执行器和智能交付系统具有前途.
