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北理工团队实现纳米剪纸转子自由操控(2)

北理工团队实现纳米剪纸转子自由操控

专家介绍,这一创新研究可以使人类对微纳器件复杂运动的控制变得更容易,为未来光电驱动微纳机器人、新型微纳光机电系统等研究开发提供了全新的思路。

纳米剪纸开创微纳制造新路径

那么究竟什么是“纳米剪纸”呢?顾名思义,就是纳米尺度的剪纸,专家介绍,把剪纸做到纳米尺度之后,再加上静电、热等就会产生神奇的变化。这一技术可以说开创了微纳制造的全新路径。

专家介绍,纳米剪纸灵感来源于中国的传统技艺剪纸,可以想象将传统剪纸中的纸张替换成纳米薄膜,将剪刀替换成半导体技术的刻蚀工具,再施加一定的应力,就形成了功能独特的纳米剪纸结构,而这一技术的发明则是来自偶然的观察。

北理工团队实现纳米剪纸转子自由操控

北京理工大学物理学院教授李家方:在2018年的时候,我们注意到在我们微纳加工过程中有一些应力。这些应力本身呢,大家想避免,因为它可以导致我们器件的一些不需要的功能,但是我们发现我们可以通过应力像剪纸一样控制我们的结构形变。这样的话,我们反其道而行,将纳米剪纸结构制备出来,然后它的尺寸可以达到1微米以下的尺度。它和我们的剪纸非常像,只是把它缩小到纳米尺度,所以我们把它称之为纳米剪纸。

北理工团队实现纳米剪纸转子自由操控

专家介绍,纳米剪纸技术制造的微纳器件的特殊性在于,这是一种外形可以在一定条件下发生变化的微小器件。以螺旋形结构的器件为例,正常情况下它是一种平面状态,加电之后,在静电的影响下,螺旋结构就如同带静电的头发会立起来一样,由平面变为立体,这个有趣的现象给纳米剪纸的应用带来了巨大的想象空间。科研人员首先想到的就是,这个特性可以用来制作显示装置。

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