石墨烯材料的結構功能化制造技術與應用

石墨烯材料的結構功能化制造技術與應用

2018石墨烯前沿技術高峰論壇近日在常州舉行。國家杰出青年、西安交通大學機械工程學院教授劉紅忠作主旨報告《石墨烯材料的結構功能化制造技術與應用》。他說，對石墨烯進行微納加工和控制，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”機械制造技術已不能滿足“微”機械和“微”系統(tǒng)的高精度制造和裝配加工要求，而微納加工可實現對尺度為毫米、微米和納米量級零件的設計、加工、組裝、集成與應用。



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。“對石墨烯進行微納加工和控制，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用中發(fā)揮更大價值。”劉紅忠說。



劉紅忠認為，以自然界為靈感，可更好地實現石墨烯微納結構加工和控制。基于該理念，劉紅忠團隊把石墨烯微納結構加工與仿生工程相結合，研發(fā)出多種高性能微電子產品。



昆蟲復眼具有曲面、大視場的特點，能夠精準解析周圍空間。劉紅忠團隊模仿昆蟲復眼制造出石墨烯光驅動可變焦仿生復眼，可遠程操控，在高品質成像方面具有突出價值。受蚯蚓軀體柔軟但能鉆透堅固泥土的啟發(fā)，其團隊開發(fā)出石墨烯復合材料柔性軟體機器人——柔性仿生魚，改進了傳統(tǒng)機器人變形能力受限、無法適應狹小環(huán)境的缺陷。其團隊以花朵開放閉合為靈感，開發(fā)的石墨烯柔性仿生機械手，具備生物兼容性，可實現細胞和組織結構的抓取。



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

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