Mechanically interlocked 3D multi-material micromachines.
Mechanically interlocked 3D multi-material micromachines.
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DOI：
10.1038/s41467-020-19725-6
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发表时间：
2020-11-24
影响因子：
16.6
通讯作者：
Pané S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Alcântara CCJ;Landers FC;Kim S;De Marco C;Ahmed D;Nelson BJ;Pané S
金属和聚合物在物理化学性质上是不同的材料，但在功能上是互补的。因此，金属-有机结构可以在小规模机器人中引入丰富的新应用。然而，目前的制造技术不能加工三维金属和聚合物部件。在这里，我们展示了混合微结构可以通过结合3D光刻、模铸和电沉积来实现互锁。我们的方法可以用来实现复杂的多材料微器件，具有前所未有的分辨率和拓扑复杂性。我们表明，金属部件可以与不同类别的聚合物组成的结构结合在一起。金属和聚合物的性质可以并行开发，从而产生具有高磁敏响应性、更高的载药能力、按需形状转换和弹性行为的结构。我们通过演示新的微型机器人运动模式和受控的蜂群聚集来展示我们方法的优势。机械联锁不同的材料，如金属和聚合物，是设计和制造小规模复杂系统的一条具有挑战性但很有前途的途径。在这里，作者报告了一种新的联锁制造方案，并展示了通过3D光刻制造微型机器人的过程。
Metals and polymers are dissimilar materials in terms of their physicochemical properties, but complementary in terms of functionality. As a result, metal-organic structures can introduce a wealth of novel applications in small-scale robotics. However, current fabrication techniques are unable to process three-dimensional metallic and polymeric components. Here, we show that hybrid microstructures can be interlocked by combining 3D lithography, mold casting, and electrodeposition. Our method can be used to achieve complex multi-material microdevices with unprecedented resolution and topological complexity. We show that metallic components can be combined with structures made of different classes of polymers. Properties of both metals and polymers can be exploited in parallel, resulting in structures with high magnetic responsiveness, elevated drug loading capacity, on-demand shape transformation, and elastic behavior. We showcase the advantages of our approach by demonstrating new microrobotic locomotion modes and controlled agglomeration of swarms. Mechanically interlocking dissimilar materials, such as metals and polymers, is a challenging yet promising pathway for designing and fabricating complex systems on the small scale. Here, the authors report a novel interlocking fabrication scheme and showcase the fabrication of microrobots via 3D-lithography.
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基于瞬态材料和机械联锁的可变形、独立式 3D 细观结构
影响因子：
19
作者：
Park, Yoonseok;Luan, Haiwen;Rogers, John A.
通讯作者：
Rogers, John A.
影响因子：
16.6
作者：
Ahmed D;Baasch T;Blondel N;Läubli N;Dual J;Nelson BJ
通讯作者：
Nelson BJ
影响因子：
29.4
作者：
Kim, Sangwon;Qiu, Famin;Kim, Samhwan;Ghanbari, Ali;Moon, Cheil;Zhang, Li;Nelson, Bradley J.;Choi, Hongsoo
通讯作者：
Choi, Hongsoo
影响因子：
25
作者：
Jeon, Sungwoong;Kim, Sangwon;Choi, Hongsoo
通讯作者：
Choi, Hongsoo
影响因子：
2.7
作者：
Jackman, RJ;Brittain, ST;Whitesides, GM
通讯作者：
Whitesides, GM