Team udvikler nyt overfladedesign inspireret af slangeskind

Lektor Seok Kim og kandidatstuderende Zining Yang og Jun Kyu Park har udviklet en designkonstruktion, der delvis er inspireret af overfladen af ​​sommerfugle og slanger, hvor fleksible skind er fuldt dækket af stive, diskrete vægte.

Deres arbejde, "Magnetisk lydhøre elastomer-siliciumhybridoverflader til væske- og lysmanipulation, "blev for nylig vist på forsiden af Lille .

Deres nye overfladedesign har stive vægte samlet til bløde, ferromagnetiske mikropiller på et fleksibelt substrat på en foruddesignet måde ved overførsel af trykbaseret deterministisk samling. De nanostrukturerede siliciumvægte på det magnetisk reagerende mikropillar -array af elastomer muliggør manipulation af væske og lys. Overfladens funktionelle egenskaber dikteres af skalaernes mønstre, mens mikropillar-arrayet er magnetisk aktiveret med stor rækkevidde, øjeblikkelig, og reversibel deformation.

Kim og hans forskere var i stand til at designe, karakterisere, og analysere en lang række funktioner, såsom afstemmelig befugtning, dråbe manipulation, indstillelig optisk transmission, og strukturel farve, ved at inkorporere en lang række skalaer - bare silicium, sort silicium, og fotoniske krystalskalaer-i både in-plane og out-of-plane konfigurationer.

Magnetisk responsmaterialer som bløde elastomere fyldt med magnetiske partikler, er ønskelige for deres realtidsmanipulation af væske, lys, faste partikler, og levende celler - takket være deres øjeblikkelige strukturelle holdbarhed under et magnetfelt. Imidlertid, på grund af fremstillingsprocessen, de fleste eksisterende overflader af denne art er begrænsede i deres funktionsevne.

Sammenlignet med almindelig lydhør overflade med simpelt design (det magnetiske mikropillar -array), overfladen udviklet i vores arbejde har ikke kun forbedret ydeevne inden for retningsbestemt væskespredning og tuning af optisk transmission, men muliggør også nye funktioner såsom dråbe manipulation og dynamisk strukturel farve, "sagde Yang, Ph.d. kandidat og første forfatter til undersøgelsen.

Deres resultater tyder på en alsidig platform til både væske- og lysmanipulationer på både mikro- og makroskalaen. Potentielle applikationer findes i digital mikrofluidik, biomedicinsk udstyr, virtuelle persienner, camouflage overflader, og micromirror arrays. Yderligere arbejde kan også resultere i flere biomimetiske funktionaliteter såsom robotisk bevægelse, svømning, selvrensende, og solid objektmanipulation. Deres design kan også integreres med aktive enheder såsom solceller, lysdioder, og lasere som skalaer til dannelse af ny fleksibel optoelektronik.

Kim er en førende videnskabsmand inden for avanceret transferprintning og transferprint-baseret mikromontering.