科學(xué)家研制納米“鐵磁紙” 可制造微型機器人
據(jù)美國科學(xué)日報報道，日前，美國普渡大學(xué)的研究人員成功研制一種磁性“鐵磁紙”，它可用于制造手術(shù)儀器中的低成本“微型發(fā)動機”，研究細(xì)胞的微型鑷子，微型機器人以及小型揚聲器等。
這種特殊材料是采用礦物油和氧化鐵“磁納米微?！苯冈谄胀垙埢蛘邎蠹埳闲纬傻模缓筮@種帶有納米微粒的紙張可在磁場中應(yīng)用。電子計算機工程兼生物醫(yī)學(xué)工程師教授芭芭克－齊伊（Babak Ziaie）說：“紙張是一種多孔基體，因此我們可以在紙張上承載一些特殊的物質(zhì)，使其具備獨特的功能?！?
該新材料以低成本方式制造小型立體揚聲器，微型機器人或者具有多種用途的發(fā)動機，其中包括控制細(xì)胞的鑷子和最低程度侵入手術(shù)的柔韌性機械手指。齊伊說：“由于鐵磁紙非常柔軟，并不會對人體細(xì)胞或者組織構(gòu)成損害，而且制造起來非常便宜。你可以剪裁一小塊，用于制造微型發(fā)動機?！?
一旦普通紙張上浸入“鐵磁流體”混合物，紙張就覆蓋著一層生物塑料薄膜，它具有一定程度的抗水性，避免液體蒸發(fā)，并能顯著提高強度、硬度和彈性等機械性能。這項新材料的詳細(xì)資料將于1月24日至28日在香港召開的第23屆微電子機械系統(tǒng)IEEE國際會議上公布。
由于這項技術(shù)成本并不昂貴，不需要特殊的實驗室制造，它可普遍地應(yīng)用于大學(xué)和高校制造微型機器人和其他工程科學(xué)器件。這種納米等級磁性微粒可從商業(yè)途徑獲得，磁性微粒的直徑僅有10納米，相當(dāng)于人體頭發(fā)的萬分之一。鐵磁納米微粒中含有鐵原子。
齊伊說：“或許你未曾使用過納粒微粒，但是它們要比其他較大的微粒更容易使用，而且價格更便宜，納米微粒的價格也非常低廉。”
研究人員使用一種叫做磁場排放掃描電子顯微儀研究納米微粒如何灌注在某些紙張中，齊伊說：“所有類型的紙張都可以使用，但是新聞報紙和柔軟的紙張?zhí)貏e適合，這是由于它們具有很好的多孔性。”
研究人員現(xiàn)使用該材料制造小型懸臂致動器，這種結(jié)構(gòu)非常類似于潛水艇，可在磁場中通過震動實現(xiàn)移動。齊伊說：“懸臂致動器非常普通，它們通常是由硅材料制成，而硅材料價格較高，要求在特殊的清潔室內(nèi)制造完成。因此使用價格低廉的‘鐵磁紙’是非常好的選擇，它要比當(dāng)前使用的硅材料價格便宜100倍。”
目前，研究人員還將鐵磁紙制造成折紙，從而研究更為復(fù)雜的設(shè)計。
這種特殊材料是采用礦物油和氧化鐵“磁納米微?！苯冈谄胀垙埢蛘邎蠹埳闲纬傻模缓筮@種帶有納米微粒的紙張可在磁場中應(yīng)用。電子計算機工程兼生物醫(yī)學(xué)工程師教授芭芭克－齊伊（Babak Ziaie）說：“紙張是一種多孔基體，因此我們可以在紙張上承載一些特殊的物質(zhì)，使其具備獨特的功能?！?
該新材料以低成本方式制造小型立體揚聲器，微型機器人或者具有多種用途的發(fā)動機，其中包括控制細(xì)胞的鑷子和最低程度侵入手術(shù)的柔韌性機械手指。齊伊說：“由于鐵磁紙非常柔軟，并不會對人體細(xì)胞或者組織構(gòu)成損害，而且制造起來非常便宜。你可以剪裁一小塊，用于制造微型發(fā)動機?！?
一旦普通紙張上浸入“鐵磁流體”混合物，紙張就覆蓋著一層生物塑料薄膜，它具有一定程度的抗水性，避免液體蒸發(fā)，并能顯著提高強度、硬度和彈性等機械性能。這項新材料的詳細(xì)資料將于1月24日至28日在香港召開的第23屆微電子機械系統(tǒng)IEEE國際會議上公布。
由于這項技術(shù)成本并不昂貴，不需要特殊的實驗室制造，它可普遍地應(yīng)用于大學(xué)和高校制造微型機器人和其他工程科學(xué)器件。這種納米等級磁性微粒可從商業(yè)途徑獲得，磁性微粒的直徑僅有10納米，相當(dāng)于人體頭發(fā)的萬分之一。鐵磁納米微粒中含有鐵原子。
齊伊說：“或許你未曾使用過納粒微粒，但是它們要比其他較大的微粒更容易使用，而且價格更便宜，納米微粒的價格也非常低廉。”
研究人員使用一種叫做磁場排放掃描電子顯微儀研究納米微粒如何灌注在某些紙張中，齊伊說：“所有類型的紙張都可以使用，但是新聞報紙和柔軟的紙張?zhí)貏e適合，這是由于它們具有很好的多孔性。”
研究人員現(xiàn)使用該材料制造小型懸臂致動器，這種結(jié)構(gòu)非常類似于潛水艇，可在磁場中通過震動實現(xiàn)移動。齊伊說：“懸臂致動器非常普通，它們通常是由硅材料制成，而硅材料價格較高，要求在特殊的清潔室內(nèi)制造完成。因此使用價格低廉的‘鐵磁紙’是非常好的選擇，它要比當(dāng)前使用的硅材料價格便宜100倍。”
目前，研究人員還將鐵磁紙制造成折紙，從而研究更為復(fù)雜的設(shè)計。
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