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  • 2022

    11-22

    由于其特异的宏微观基元拓扑构型,力学超材料在刚度、韧性、减隔振和热膨胀等性能方面显著优于传统均质材料,受到了航空航天、生物医学、电子电路和土木工程等领域的广泛关注。生物体经过长期进化形成的各类器官,与超材料的概念相契合,即通过多层级微结构实现超常物理力学特性,同时生物器官的微结构基元还呈现出梯度渐变、长程无序等特征。目前,针对力学超材料发展的拓扑优化方法和机器学习设计方法,主要面向周期性结构,对于仿生梯度超材料的逆向设计和优化,缺乏高效率、高保真的计算分析方法。图1深度神经多...

  • 2022

    11-18

    在生物医学研究中,对生物颗粒(如细胞和生物组织)的操作,特别是捕获和运输,是各种生物应用的基础。许多工具和驱动系统被设计用来提高操作的准确性和效率。磁驱动机器人具有精确操纵粒子或生物组织的能力,在生物医学、生物工程和生物物理学领域具有重要的潜力。然而,具有预定形状的刚性机器人的变形能力是有限的,这限制了其在狭小的空间的运动。近日,北京航空航天大学机械工程学院仿生与微纳研究所冯林副教授等研发了一种可变小型机器人,该机器人是利用具有磁性和流体性质的铁磁流体这一新型材料所研制的。该...

  • 2022

    11-18

    智能机器人的快速发展必将给人类的日常生活带来一场革命。随着他们与复杂操作环境融合的要求越来越高,柔性和可变形机器人的发展变得至关重要。然而,现有的机器人通常需要刚性的电机泵来提供能量,并限制了其对环境的适应性。全软体机器人由于其优越的适应性和友好的人机界面,已经引起了人们的极大关注。已经报道了具有不同类型运动的水生软体机器人,如爬行、跳跃和游泳。然而,所报道的三维运动集中在单一相位上,要么是液体,要么是空气。没有报道与液体-空气界面有关。由于不平衡的机械环境,要在液气两相界面...

  • 2022

    11-15

    3D打印作为一种革命性的制造技术,已经广泛应用于各种工业领域,如航空航天、生物医学、消费用品等。其中,数字光处理(DLP)型光固化3D打印技术由于打印精度高、速度快而备受人们的关注。然而,目前大部分光固化3D打印树脂来源于.不.可.再.生的化石能源,且废弃的3D打印制件不可回收利用,易造成严重的资源浪费及环境污染。部分研究者将动态共价键引入到光固化3D打印树脂中,废弃模型可以再次热压成型。但是,热压模型十分简单粗糙,且再加工材料老化严重,性能明显下降,故属于低价值回收。将光固...

  • 2022

    11-14

    自然界中的生物体为了能够很好地适应外界环境,在不断进化中拥有了自己独.特的能力。早在宋代就有诗词“出淤泥而不染,濯清涟而不妖”,这其中描述的是“荷叶效应”——荷叶表面由于具有特殊排列的微纳米结构而表现出对水的排斥,这种现象被称为超疏水现象。由于具有超疏水结构的表面在自清洁、抗腐蚀、流动减阻、油/水分离、微反应器和液滴操纵等领域具有较强的应用潜力。因此,通过“师法自然”的方法来设计并且制备出具有超疏水结构的仿生表面发展迅速。科研工作者们已经研究开发了许多制取具有超疏水性质的表面...

  • 2022

    11-11

    在生物医学研究中,对生物颗粒(如细胞和生物组织)的操作,特别是捕获和运输,是各种生物应用的基础。许多工具和驱动系统被设计用来提高操作的准确性和效率。磁驱动机器人具有精确操纵粒子或生物组织的能力,在生物医学、生物工程和生物物理学领域具有重要的潜力。然而,具有预定形状的刚性机器人的变形能力是有限的,这限制了其在狭小的空间的运动。近日,北京航空航天大学机械工程学院仿生与微纳研究所冯林副教授等研发了一种可变小型机器人,该机器人是利用具有磁性和流体性质的铁磁流体这一新型材料所研制的。该...

  • 2022

    11-7

    随着柔性电子领域的快速发展和物联网技术的普及,能够用来监测人类生理指标(如心跳、脉搏、运动周期、血压等)和机械运行状态(如主轴跳动、机器人运动状态感知等)信号的可穿戴电子器件逐渐应用到社会生活中。可穿戴电子器件的共形设计和制造使其在电子皮肤、柔性传感和人工智能中具有潜在的应用前景。当前,大多数电子器件是利用光刻、压印技术和电子束在硅表面进行制备。然而由于缺乏弯曲表面的加工工艺,要制备与复杂曲线表面(例如人体关节)共形的电子器件尤为困难。面投影微立体光刻3D打印技术(PμSL)...

  • 2022

    11-4

    3D打印技术因其避免了传统制造业的切割程序以及无需模具的制造即可实现快速制备的特点,尤其是在制造复杂结构、微尺度模型时,具有更大的优势,已经广泛应用众多领域的小批量加工。各领域专家学者对3D打印的技术及应用探索研究络绎不绝,并有众多优异的创新成果不断涌现。本文仅列举了近期的订刊收录的少许成果,以供大家共同探讨。Nature:3D打印制造高强度和高韧性的纳米层状高熵合金提出利用激光粉床熔合技术制作双相纳米层状高熵合金(HEAs),这种3D打印的共晶高熵合金具有高强度和良好的延展...

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