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近日,Wiley旗下著名学术期刊《Advanced Materials Technologies》公布了2019年度最佳论文名单(Best of Advanced Materials Technologies 2019)。机电工程学院机器人与微系统中心孙立宁教授团队论文“Magnetically- and Electrically-Controllable Functional Liquid Metal Droplets(2019, 4(3)1800694)名列其中。机电学院机器人中心硕士研究生李芳霞及匡绍龙副教授为本论文的共同第一作者,机器人与微系统中心李相鹏副教授,澳大利亚伍伦岗大学Shi-Yang Tang 博士以及中国科学技术大学张世武教授为本论文的共同通讯作者。本研究在国家自然科学基金支持下完成。

镓基室温液态金具有独特的表面性质、理化特性以及良好的生物兼容性,在靶向给药微机器人领域展示了巨大的应用潜力,被喻为机器人领域十大潜在颠覆性技术之一。外磁场驱动被认为是生物活体内主动操作微机器人唯一可行的方式。镓基液态金属本身不具备铁磁性,无法被外磁场驱动。同时,液态金属表面张力巨大,与大多数的物质均不润湿,很难将铁磁性物质稳定混入液态金属。目前的液态金属磁改性方法几乎都会破坏液态金属的固有性质,导致其丧失流动性,不再是液态了。该成果提出了功能液态金属的新概念。其核心思想是利用铜-镓超润湿机理,将铜铁合金磁性纳米粒子与液态金属稳定混合,并通过电化学分选的方法,分选制备出低粘度的磁性功能液态金属。功能液态金属很好的保持了与镓基室温液态金属有一样的理化特性及形态学特性、相似的变形能力及运动能力外,还可以有效的被外部电场和磁场同时驱动。值得注意的是,研究人员通过电场及磁场的耦合控制,精确驱动功能液态金属微液滴实现了三维微管道内的攀爬甚至跳跃,首次将液态金属的非接触式可控运动由两维平面拓展到了三维空间。此项研究为解决生物活体内液态金属微机器人精确操控奠定了基础,对靶向给药微机器人走向临床有重要促进作用。

 近年来,孙立宁教授领衔的w88优德体育 机器人与微系统中心在液态金属机器人研究上取得了系列进展,多个重要成果发表于领域顶级期刊《Advanced Materials(2018, 35(51),1805039),IEEE Trans. on Industrial Informatics(2018, 15(5), 2535-2543), IEEE/ASME Trans. on Mechatronics(2020, 25(2), 942-950),Applied Materials Today(2020, 19, 100597),ACS Applied Materials & Interface(2020, 12(9), 11163-11170),Soft Matter(2018,14,7113-7118)。相关研究成果获得了一定的社会影响,多次被中国中央电视台、新华社、中新社、科技日报、光明日报、美国新学人(New Scientist)、今日俄罗斯(Russia Today)、香港南华早报(South China Morning Post)等国内外主流媒体专题报道。 


Best of Advanced Materials Technologies 2019 公布页面链接:

传统手工艺如何走向现代化

(机电工程学院)
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