石墨烯材料的結(jié)構(gòu)功能化制造技術(shù)與應(yīng)用

石墨烯材料的結(jié)構(gòu)功能化制造技術(shù)與應(yīng)用

2018石墨烯前沿技術(shù)高峰論壇近日在常州舉行。國(guó)家杰出青年、西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授劉紅忠作主旨報(bào)告《石墨烯材料的結(jié)構(gòu)功能化制造技術(shù)與應(yīng)用》。他說，對(duì)石墨烯進(jìn)行微納加工和控制，是發(fā)揮石墨烯特殊功能的有效方法。“以自然為靈感”可為石墨烯微納加工打開更大想象空間。



傳統(tǒng)“宏”機(jī)械制造技術(shù)已不能滿足“微”機(jī)械和“微”系統(tǒng)的高精度制造和裝配加工要求，而微納加工可實(shí)現(xiàn)對(duì)尺度為毫米、微米和納米量級(jí)零件的設(shè)計(jì)、加工、組裝、集成與應(yīng)用。



石墨烯作為一種低維納米材料，具有電子遷移率和載流子濃度高、電阻率低等優(yōu)異特性，可制造出性能更高的微電子器件和納米器件。“對(duì)石墨烯進(jìn)行微納加工和控制，是發(fā)揮石墨烯特殊功能的有效方法，可使其在微納器件應(yīng)用中發(fā)揮更大價(jià)值。”劉紅忠說。



劉紅忠認(rèn)為，以自然界為靈感，可更好地實(shí)現(xiàn)石墨烯微納結(jié)構(gòu)加工和控制。基于該理念，劉紅忠團(tuán)隊(duì)把石墨烯微納結(jié)構(gòu)加工與仿生工程相結(jié)合，研發(fā)出多種高性能微電子產(chǎn)品。



昆蟲復(fù)眼具有曲面、大視場(chǎng)的特點(diǎn)，能夠精準(zhǔn)解析周圍空間。劉紅忠團(tuán)隊(duì)模仿昆蟲復(fù)眼制造出石墨烯光驅(qū)動(dòng)可變焦仿生復(fù)眼，可遠(yuǎn)程操控，在高品質(zhì)成像方面具有突出價(jià)值。受蚯蚓軀體柔軟但能鉆透堅(jiān)固泥土的啟發(fā)，其團(tuán)隊(duì)開發(fā)出石墨烯復(fù)合材料柔性軟體機(jī)器人——柔性仿生魚，改進(jìn)了傳統(tǒng)機(jī)器人變形能力受限、無法適應(yīng)狹小環(huán)境的缺陷。其團(tuán)隊(duì)以花朵開放閉合為靈感，開發(fā)的石墨烯柔性仿生機(jī)械手，具備生物兼容性，可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)的抓取。



“自然是最好的老師，技術(shù)的靈感源于自然。除市場(chǎng)需求，迎合自然也是微納結(jié)構(gòu)制造的另一出發(fā)點(diǎn)。”劉紅忠說。

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