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金魚藻具有*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，金魚藻莖葉上的氣孔不僅能與周圍環(huán)境交換氣體進(jìn)行呼吸，還能阻止外界水流的流入，這對(duì)金魚藻在水下的生存至關(guān)重要。圖1.一種仿生功能開放細(xì)胞。(a)金魚藻。(b)金魚藻表面覆蓋著*的氣孔。(c)金魚藻表面單氣孔示意圖。(d)利用PμSL3D打印技術(shù)制備仿生開孔細(xì)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、線性傳感范圍寬的柔性壓力傳感器在機(jī)器人觸覺、健康監(jiān)測(cè)、可穿戴設(shè)備領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。構(gòu)筑微結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)硬化問題使傳感器的響應(yīng)逐漸飽和，導(dǎo)致器件呈現(xiàn)較窄的傳感范圍和顯著的非線性響應(yīng)。針對(duì)這一問題，來自南方科技大學(xué)的郭傳飛教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了由微穹頂陣列與帶有次級(jí)微柱的微穹頂（分級(jí)微穹頂）陣列而形成的一種分級(jí)互鎖結(jié)構(gòu)，有效提升界面結(jié)構(gòu)的可壓縮性，顯著降低結(jié)構(gòu)硬化，實(shí)現(xiàn)柔性壓力傳感器的高靈敏度（49.1kPa-1）、線性響應(yīng)（相關(guān)系數(shù)...

近年來，作為一種可調(diào)控波相位、極化方式、傳播模式的超薄聲學(xué)人工表面結(jié)構(gòu)，聲學(xué)超構(gòu)表面(Acousticmetasurfaces)可以實(shí)現(xiàn)許多新奇的波控功能，在吸聲降噪、醫(yī)學(xué)超聲、聲波器件、探測(cè)、通信等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。然而，絕大多數(shù)聲學(xué)超構(gòu)表面都面臨突出的窄帶和功能色散問題，且主動(dòng)調(diào)控的手段也存在功能色散、低可靠性、高系統(tǒng)復(fù)雜度和高制造成本等諸多挑戰(zhàn)。更重要的是，可重構(gòu)超構(gòu)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(yīng)用的角度...

流體可控輸運(yùn)廣泛存在于各種自然系統(tǒng)和實(shí)際工程中，在微流控、冷凝換熱、抗結(jié)冰和界面減阻等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。自從表/界面科學(xué)潤(rùn)濕性基礎(chǔ)理論建立以來，國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，液體傾向于自發(fā)向系統(tǒng)能量降低的方向運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向主要取決于表面結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)組成，與液體的性質(zhì)無關(guān)。然而，液體能否決定其命運(yùn)，在不改變表面結(jié)構(gòu)和無能量輸入的前提下實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的自主選擇是長(zhǎng)期以來困擾學(xué)者們的科學(xué)難題。近日，香港城市大學(xué)王鉆開教授及其合作者借鑒南洋杉葉片多重懸臂結(jié)構(gòu)特征，制備了仿南洋杉3D毛細(xì)...

微尺度3D打印設(shè)備的工作步驟是這樣的：應(yīng)用CAD軟件來建立物件，假如你擁有現(xiàn)成的模型也可以，例如動(dòng)物模型、人物角色、或是微型建筑等等這些。隨后借助SD卡或是USB優(yōu)盤把它拷貝到3D打印機(jī)中，做好打印設(shè)置后，打印機(jī)就可以把它們打印出來。微尺度3D打印設(shè)備的工作原理和傳統(tǒng)打印機(jī)基本一樣，全是由控制組件、機(jī)械組件、打印頭、耗材和介質(zhì)等構(gòu)架構(gòu)成的，打印原理是一樣的。3D打印機(jī)關(guān)鍵是在打印前在電腦上設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的三維立體模型，隨后在做好打印輸出。盡管FDM打印機(jī)的尺寸、材料和作用各有...

磁活性流體或鐵流體在外部磁場(chǎng)作用下可以改變其形狀和粘度。它可以在較高濃度的磁性粒子中獲得高的磁驅(qū)動(dòng)力。由于其*的性能，鐵流體在眾多領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用。當(dāng)鐵流體的載體液體和環(huán)境液體不相容時(shí)，前者因其高度的自聚性并不會(huì)在小體積中迅速分散。這一特性可以有效地防止磁性納米粒子擴(kuò)散過快。同時(shí)，基于其流體特性，鐵流體具有較高的可變形性，并能通過狹窄的通道和障礙物。此外，鐵流體在磁場(chǎng)中也具有高輸出力。然而控制鐵流體機(jī)器人在三維空間的運(yùn)動(dòng)，并使用機(jī)器人進(jìn)行藥物輸送仍有待研究。近日，北京航空...

水凝膠是一類能保持大量水分且具生物相容性的三維結(jié)構(gòu)凝膠，部分水凝膠還可對(duì)pH值、溫度、電場(chǎng)和光有*響應(yīng)并產(chǎn)生物理化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，從而在智能傳感器、生物工程和軟體機(jī)器人等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。[penny1]近年來，水凝膠也開始應(yīng)用于太陽能驅(qū)動(dòng)的水蒸發(fā)、脫鹽、水凈化和消毒以及太陽能驅(qū)動(dòng)的水-電-氫發(fā)電等領(lǐng)域。有報(bào)道指出，通過調(diào)節(jié)聚合物網(wǎng)絡(luò)與水分子之間的相互作用，水凝膠太陽能蒸發(fā)器（SVG）可在一個(gè)陽光下[penny2]（光強(qiáng)度約1000wm-2）達(dá)到相當(dāng)高的水蒸發(fā)速率。由于蒸發(fā)發(fā)生在水...

血栓癥是一種常見的血管內(nèi)疾病，具有多種臨床表現(xiàn)和并發(fā)癥，例如心梗、中風(fēng)及肺栓塞等，嚴(yán)重危害病人的生命健康及生活質(zhì)量。傳統(tǒng)治療方案常先通過注射溶栓藥物或?qū)Ч芙槿爰夹g(shù)去除血栓，接著使用抗凝藥物預(yù)防二次堵塞。然而溶栓藥物缺乏靶向性，無法主動(dòng)在血栓部位富集，且高濃度的藥物易引發(fā)內(nèi)出血和血壓波動(dòng)，因此難以高效安全地完成去除血栓的任務(wù)。導(dǎo)管介入技術(shù)則對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)和判斷能力要求較高，操作不當(dāng)容易損傷血管，甚至造成二次堵塞。近年來，小尺度機(jī)器人系統(tǒng)在狹窄閉塞的生物環(huán)境中展現(xiàn)出令人矚目的應(yīng)用...