透過微觀實驗室 可掌控軟性機器人運行

美國內(nèi)布拉斯加大學林肯分校(University of Nebraska-Lincoln)研究團隊透過壓力將橡膠和塑料緊緊粘在一起，簡化小型流體輸送通道的生產(chǎn)。這些流體輸送通道可驅(qū)動軟性機器人的運動，并能在微觀尺度上進行化學分析。

據(jù)報導，矽樹脂(silicone)和塑料之間形成強力的化學鍵，可大幅減少生產(chǎn)和定制微流體裝置所需時間、復雜性和成本。該?；瘜W助理教授Stephen Morin表示，這種技術(shù)能以簡化方式成功集成不同材料，并支持大量實際應用，能為社會帶來不少新機會。

該團隊在展示此技術(shù)的過程中使用一個基本的軟件程序來設計微流控網(wǎng)絡和一臺標準雷射打印機，將這些通道映射到一個透明的聚酯樹脂(Mylar)薄片上。研究人員將塑料片暴露在紫外線下并將其浸入溶液后，再將塑料片放在矽膠膜上并加熱。

結(jié)果除了打印機油墨標記的路徑之外，塑料和矽膠牢牢地結(jié)合在一起。該團隊將空氣或液體泵入這些未結(jié)合的部位時，流體以所施加的壓力決定的速度流過，而壓力比先前的黏合(bonding)技術(shù)所承受的高幾倍。

微流體網(wǎng)絡可容納多種液體的流動和混合，基本上充當用于分析化學技術(shù)的微觀實驗室。通過微流體通道的氣流還可控制軟性機器人手臂、夾具和其它遠程手術(shù)、太空探索和食品加工的零組件的運動。

制造商一般會將定制的掩模透過光投影到化學處理表面上，再將該圖案復制到橡膠中，最后再用塑料或玻璃覆蓋通道之前模制通道來創(chuàng)建微流體模式。但許多研究人員須將其設計交給專門生產(chǎn)設施代工，就算稍微修改一個設計，可能又要多等上一周。

相較之下，內(nèi)布拉斯加州大學團隊僅需1小時就能生產(chǎn)出具微流控網(wǎng)絡的塑料矽段。而有別于傳統(tǒng)將矽膠黏合在一起的方法，該團隊的技術(shù)使其能包含大量價格低廉、易于使用的商品塑料。

Morin及其同事還展示其黏合技術(shù)的其它優(yōu)點。他們發(fā)現(xiàn)，在用矽樹脂黏合之前對聚酯樹脂片材上弄出壓痕，可調(diào)整機械臂和夾具的運動。例如以90度的角度折疊幾次，將使機械臂更加卷曲。若以45度的角度產(chǎn)生壓痕，則會讓機械臂左右扭曲，這取決于研究人員將其折疊的方向。

由于油墨可防止矽膠和塑料黏合，所以該團隊還將已打印好的添加微流體通道的薄片修改為現(xiàn)有設計，僅需使用標記進行繪制即可。Morin表示，這種能力，加上相對容易的生產(chǎn)，能讓該技術(shù)吸引教育工作者和科學研究者。