57、微纳机器人集群超声驱动快速运动与微对象有效聚集技术

微纳机器人集群超声驱动快速运动与微对象有效聚集技术

微纳机器人集群超声驱动快速运动

1. 研究背景

   • 微纳机器的主动运动在生物医学、生物传感、污染控制等领域具有潜在应用价值，但在大范围快速操纵微纳机器人集群仍是挑战。
   • 目前，可通过外部场（如磁场、电场、超声场和光）控制不同类型的合成微纳机器人集群的一些行为，但电场和磁场受材料特性限制，光控速度慢，而超声场具有结构简单、响应迅速、抗电磁干扰、不受材料限制等优势。

2. 研究内容

   • 声学操纵平台（AMP）结构 ：由压电换能器、玻璃基板和限制液滴形状的绝缘层组成。
     • 基板选用尺寸为 25 mm × 15 mm × 0.5 mm 的硅胶玻璃。
     • 环形压电换能器（PZT - 8）尺寸为 20 mm × 10 mm × 1 mm，粘贴在基板背面。
     • 聚合物绝缘层（Kapton 胶带）厚度 0.1 mm，覆盖在基板正面，切割出 6 mm 圆形单元作为微纳机器人液滴的储存器。
   • 工作原理
     • 低频模式（聚集） ：基板在超声激励下共振，产生向液滴中心的声压梯度，使微纳机器人向中心迁移。
     • 高