技術文章
Technical articles由于自然界中生命的演變，生物往往表現出對復雜環境的高度適應性，例如超快運動、偽.裝和群體合作。生物運動的研究對仿生機器人以及醫療設備構建等工程領域具有重要啟示作用。基于此，人們致力于開發新的仿真工具、物理模型和實驗平臺來模擬和研究這些自然運動模式。然而，許多不同尺度的生物表現出非常復雜的運動步態，例如多種基本運動的耦合。這些步態難以用現有的軟體機器人平臺模擬，而且這些平臺通常缺乏解耦復雜生物行為的策略，使得理解生物運動的機制具有挑戰性。近日，香港中文大學張立教授課題組聯合北京...
糖尿病是一種流行慢性代謝性疾病，具有多種臨床表現和并發癥，是死亡的主要原因之一。連續血糖監測可加強糖尿病管理，通過及時了解血糖水平波動情況來調整治療方案，可減少住院次數并節約醫療費用，減少無效藥物的使用從而挽救生命。微針系統在糖尿病的持續和實時監測方面有著巨大的前景，其可在不觸及痛點的情況下到達真皮，并且可以降低感染的可能性，有著更高的安全性。已有不少研究者開發出了用于糖尿病監測的微針生物傳感器。然而，這些傳感器的血糖檢測范圍仍然有限，這使得對血糖水平高的患者的監測不準確，且...
聚苯并惡嗪（polybenzoxazines，PBZs），是一類高性能熱固性酚醛塑料。因其優異的熱穩定性、力學性能、高的殘碳率、優異的阻燃性、低吸水率、幾乎為零的體積收縮率，使得PBZs在眾多領域都有廣泛的應用，例如防腐涂層、電子、航空復合材料、混紡纖維以及合金等。然而，PBZs本身比較脆，并且因其高的固化溫度（通常為180-250℃）而導致加工性差。此外，常規的制備工藝例如擠出和熔融都十分難制備復雜的PBZs結構，這也大大限制了其進一步的應用。3D打印技術是一種創新性的材料...
對于生物醫學領域的多個應用場景（心血管手術、支氣管手術等），小型軟連續體機器人都展現了其巨大的應用潛力（圖1a）。然而，現有的連續體機器人卻在驅動選擇方面經歷相應的瓶頸期，其難以同時擁有小尺寸、柔順驅動、大轉角以及高精度操作等特性，因而在一定程度上限制了其在體內某些狹長受限環境下的廣泛應用。而傳統的加工制造方法不能很好的實現驅動方式綜合性能的改善。近日，香港城市大學生物醫學工程系申亞京教授帶領的研究團隊開發了一款毫米級的軟連續體機器人（圖1），其在線控和磁場的混合驅動模式下同...
金魚藻具有*的莖和葉的氣孔，其莖葉呈帶狀，寬度小于0.5mm，有利于在日照和空氣有限的情況下有效進行光合作用（圖1a-c）。此外，金魚藻莖葉上的氣孔不僅能與周圍環境交換氣體進行呼吸，還能阻止外界水流的流入，這對金魚藻在水下的生存至關重要。圖1.一種仿生功能開放細胞。(a)金魚藻。(b)金魚藻表面覆蓋著*的氣孔。(c)金魚藻表面單氣孔示意圖。(d)利用PμSL3D打印技術制備仿生開孔細胞。受此啟發，湖南大學王兆龍副教授、段輝高教授與中科院理化所董智超研究員，東南大學陳永平教授及...
靈敏度高、線性傳感范圍寬的柔性壓力傳感器在機器人觸覺、健康監測、可穿戴設備領域具有重要應用。構筑微結構可以提高傳感器的靈敏度，但由于軟材料在壓力作用下的結構硬化問題使傳感器的響應逐漸飽和，導致器件呈現較窄的傳感范圍和顯著的非線性響應。針對這一問題，來自南方科技大學的郭傳飛教授團隊設計了由微穹頂陣列與帶有次級微柱的微穹頂（分級微穹頂）陣列而形成的一種分級互鎖結構，有效提升界面結構的可壓縮性，顯著降低結構硬化，實現柔性壓力傳感器的高靈敏度（49.1kPa-1）、線性響應（相關系數...
近年來，作為一種可調控波相位、極化方式、傳播模式的超薄聲學人工表面結構，聲學超構表面(Acousticmetasurfaces)可以實現許多新奇的波控功能，在吸聲降噪、醫學超聲、聲波器件、探測、通信等領域展現了廣闊的應用前景。然而，絕大多數聲學超構表面都面臨突出的窄帶和功能色散問題，且主動調控的手段也存在功能色散、低可靠性、高系統復雜度和高制造成本等諸多挑戰。更重要的是，可重構超構表面雖可保證離散頻率下波動功能，但不太可能適用于含多個頻率的寬帶入射波包。因此，從工程應用的角度...
流體可控輸運廣泛存在于各種自然系統和實際工程中，在微流控、冷凝換熱、抗結冰和界面減阻等領域具有廣闊的應用前景。自從表/界面科學潤濕性基礎理論建立以來，國內外學者普遍認為，液體傾向于自發向系統能量降低的方向運動，其運動方向主要取決于表面結構特征和化學組成，與液體的性質無關。然而，液體能否決定其命運，在不改變表面結構和無能量輸入的前提下實現運動方向的自主選擇是長期以來困擾學者們的科學難題。近日，香港城市大學王鉆開教授及其合作者借鑒南洋杉葉片多重懸臂結構特征，制備了仿南洋杉3D毛細...
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