智能塑料制造“万能抓手”

国际期刊《科学进展》近日发表了浙江大学航空航天学院宋吉舟教授团队一项研究成果，基于形状记忆聚合物，提出了一种新型的“万能抓手”策略。这个“万能抓手”的载体非常简单，就是一块智能“塑料”，它可以把目标物体“锁”在体内，抓取1微米到1米大小之间任何形状的物体。

形状记忆聚合物是一种特殊的智能材料，在外部刺激作用（如光、热）控制下，形状记忆聚合物可软可硬，在受到一定的外力作用导致变形后，它就能保持这个变形后的形状，然而在一定外部刺激作用下，它又会变回原来的样子。目前，形状记忆聚合物已被广泛用于航空器太阳能帆板展开机构、智能医药器件等领域。

“抓放物体时，第一步先通过外部刺激，让形状记忆聚合物变得柔软，趁此机会将物体或者物体表面的结构嵌入其中。第二步去掉外部刺激，让形状记忆聚合物变回刚硬的状态，保持住该变形的临时形状，将物体‘锁住’，实现抓取。第三步等把物体转移到目的地之后，再次施加外部刺激，形状记忆聚合物就会恢复初始形状，将物体‘解锁’。”宋吉舟说。宋吉舟介绍，“万能抓手”能在典型的三维结构物体上产生很大的抓力，可以轻松抓起球体、方块、管状物体、螺栓、螺母、枣核、钥匙串等，还能像壁虎一样，牢牢粘附在物体表面。当物体尺寸小到微观尺度（100微米左右或者更小），物体受到的表面力会给物体的释放带来较大的挑战。在该设计中，抓手通过把物体或者物体表面的结构锁在其内部实现抓取，不依赖抓手的粘附力，所以当粘附力给物体释放带来挑战时，就可以在抓手表面镀上一层特殊材料，或者增加抓手表面粗糙度来减弱粘附，从而实现物体释放。这样，即使是75微米大小的不规则铁颗粒或者是直径10微米的二氧化硅球，也能顺利从形状记忆聚合物万能抓手上得到释放。宋吉舟表示，“万能抓手”的收放自如，为柔性电子的制备提供了一种新思路。

通讯员柯溢能 记者宋黎胜

来源：中国吉林网