纤维结构化的三维螺旋管状柔性执行器、制备方法及应用

    公开(公告)号:CN116675860A

    公开(公告)日:2023-09-01

    申请号:CN202310667809.9

    申请日:2023-06-06

    Applicant: 西湖大学

    Inventor: 吕久安 胡志明

    Abstract: 本发明提供一种纤维结构化的三维螺旋管状柔性执行器、制备方法及应用,机械取向拉伸具有化学交联反应形成弱交联网络的纤维状液晶弹性体低聚物;将拉伸后的纤维状液晶弹性体低聚物缠绕在3D芯轴模具上二次组装得到三维螺旋纤维结构,纤维状液晶弹性体低聚物在二次组装时通过相互接触的化学交联反应诱导以化学键键合;移除3D芯轴模具后得到三维螺旋管状柔性执行器,通过对缠绕角、液晶材料的配方以及纤维的拉伸取向进行调控可以实现三维螺旋管状柔性执行器外部刺激下产生多模式可逆的形状转换,具有高度的设计自由度和可编程的自适应3D形变的优势,该技术在交互式软机器人、软泵、人造肌肉、仿生智能系统等领域具有广泛应用前景。

    一种适用于流体界面上微小物体组装和重构的方法及其应用

    公开(公告)号:CN112340691B

    公开(公告)日:2023-08-22

    申请号:CN202011252868.2

    申请日:2020-11-11

    Applicant: 西湖大学

    Inventor: 吕久安 胡志明

    Abstract: 本发明提供一种适用于流体界面上微小物体组装和重构的方法及其应用,利用微小物体在液面上的光致形状变化使执行器周边液体界面产生形变,利用液体界面形变诱导产生的毛细作用力来调控多个执行器相互之间吸引或排斥力,从而实现微小物体的程序化组装和重构,不仅可以在气液界面上进行图案化的组装和重构,还可实现在多层液体界面上进行独立组装和重构,甚至可以实现在多层液体界面上进行三维协同组装。这种全新的方法在微机械系统、生物医学设备和超材料等领域具有可观的潜在应用价值。

    一种光控纤维执行器自发产生周期持续机械运动方法及系统

    公开(公告)号:CN113309677A

    公开(公告)日:2021-08-27

    申请号:CN202110575810.X

    申请日:2021-05-26

    Applicant: 西湖大学

    Inventor: 吕久安 胡志明

    Abstract: 本发明提供一光控纤维执行器自发产生周期持续机械运动方法及系统,通过螺纹模具成型在结合两步交联法制备得到一种多自由度的光控纤维执行器,在纤维执行器的下方悬挂负载物,驱动光源照射纤维执行器使其产生自发、周期性持续机械运动,进而实现具有高自由度和负载能力的可控的通用自发、周期性持续机械运动系统。

    可动态重构、程序化的微流体系统及其应用

    公开(公告)号:CN118904408A

    公开(公告)日:2024-11-08

    申请号:CN202310739972.1

    申请日:2023-06-20

    Applicant: 西湖大学

    Inventor: 吕久安 范扬扬

    Abstract: 本发明提供一种可动态重构、程序化的微流体系统及其应用,包括:依次通信连接的基于表面拓扑形貌变形的微流控芯片以及芯片控制单元,其中基于表面拓扑形貌变形的微流控芯片包括自下而上依次设置的驱动层、形变执行层、隔膜层以及外壳层,其中隔膜层同外壳层之间间隔设置以形成工作空间,被操控的微流体置于工作空间内,驱动层上的刺激源单元刺激形变执行层发生刺激响应形变以带动隔膜层产生表面形状/形貌变化,局部改变工作空间的尺寸,诱导产生毛细作用力实现微流体的自驱运动和动态变形,使得用户可以根据实际的实验需要定制芯片上不同区域的功能,满足不同场景下对微流体的操控需求。

    基于管状柔性执行器泵送流体运动的方法及应用

    公开(公告)号:CN116538056A

    公开(公告)日:2023-08-04

    申请号:CN202310664697.1

    申请日:2023-06-06

    Applicant: 西湖大学

    Inventor: 吕久安 胡志明

    Abstract: 本发明提供一种基于管状柔性执行器泵送流体运动的方法及应用,制备一种由刺激响应形变高分子材料成型的纤维紧密缠绕形成的三维螺旋纤维结构的管状柔性执行器,当纤维在管状柔性执行器中的纤维缠绕角大于0°时,外部刺激下,管状柔性执行器的内腔体积会变化,从而实现对置于管状柔性执行器内腔的流体的泵送功能。通过调节螺旋纤维的纤维角可以实现对流体泵送效率的调节,该技术在机器人和机电一体化(包括致动器和传感器)、生物学领域(例如用于细胞培养的微流体)以及可穿戴设备(如热分布)等领域具有可观的潜在应用价值。

    具有多模式、高自由度形变的纤维执行器及其制备和应用

    公开(公告)号:CN115401720A

    公开(公告)日:2022-11-29

    申请号:CN202110575784.0

    申请日:2021-05-26

    Applicant: 西湖大学

    Inventor: 吕久安 胡志明

    Abstract: 本发明提供一种具有多模式、高自由度形变的纤维执行器及制备方法和应用,利用具有螺纹结构的模具结合两步交联法制备得到具有多模式、高自由度形变的纤维形变器,在外部刺激下可实现五种不同的形变模式:收缩、弯曲、扭转、缠绕和螺距变短,再结合利用光操控的方式实现在同一纤维执行器中实现两种及两种以上形变模式组合的复合形变行为。

    一种光驱动微镜、制备方法及其驱动光路结构

    公开(公告)号:CN115113388A

    公开(公告)日:2022-09-27

    申请号:CN202210649236.2

    申请日:2022-06-09

    Applicant: 西湖大学

    Abstract: 本发明公开了一种光驱动微镜,包括:支撑外框;顶面敷设有金属反射层的镜面基底;将镜面基底与所述支撑外框相互固定的驱动悬臂梁;所述驱动悬臂梁为具有光热响应的交联液晶高分子薄膜结构。本发明同时公式公开了上述光驱动微镜的制备方法和对应的驱动光路结构。本发明相比于传统MEMS微镜具有结构简单、非接触操控、扫描角度大、抗电磁干扰的特点,在光扫描系统、光开关、数字显示等领域具有重要应用前景。

    一种光驱动人工肌肉自持续波动的方法、系统及应用

    公开(公告)号:CN114833831A

    公开(公告)日:2022-08-02

    申请号:CN202210499688.7

    申请日:2022-05-09

    Applicant: 西湖大学

    Inventor: 吕久安 赵桐辉

    Abstract: 本发明提供一种光驱动人工肌肉自持续波动的方法、装置及应用,将弯曲的人工肌肉两端固定,驱动光源照射人工肌肉,其中人工肌肉的原材料为掺杂了光吸收剂的光致形变高分子材料,在驱动光源的刺激下人工肌肉自持续性地由弯曲结构产生局部收缩和膨胀产生波浪结构,其中波浪结构包括但不限于:扭转波、边缘波、中心波,该人工结构在不同的结构性光斑照射下可自发产生不同的波形且波形可朝着一定方向传播,且该人工肌肉可实现任意蠕动波浪的结构性编程,进而应用在各类波浪控制场景中。

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