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動態結構色傳感機制
感知是機器人完成復雜作業的前提。微納機器人受到尺寸效應的影響，其感知始終難以實現，一直是科學家不斷追求的目標。
近日，中國科學院沈陽自動化研究所科研人員運用光柵衍射原理，開發出了一種微型動態結構色傳感器。該傳感器能夠被制作成微米尺度，從而在微環境下靈敏地響應外部pH變化并展現出可視的顏色響應，為微納機器人在體感知提供了新的路徑。
相關研究以Nanograting-Based Dynamic Structural Colors Using Heterogeneous Materials為題在Nano-Micro Letters（中國科學院1區期刊）發表。
微型加密器件的編碼打印
該微型動態結構色傳感器技術的關鍵是使用了一種異質材料的納米網格結構。科研人員通過雙光子聚合技術，將pH響應水凝膠與IP-L光刻膠交織打印，構建了2.5D的納米網格結構，它能夠在周圍環境的pH值變化時發生膨脹和收縮，從而改變納米光柵結構的周期，實現顏色的變化。當水凝膠在溶脹狀態下，它可以延長縱向光柵的周期，從而在特定角度下產生可調諧的結構顏色。
此外，針對微型無線傳感器的打印和編程，科研團隊開發了一種基于灰度設計的方法，通過調整光柵結構的高度和周期來實現結構色圖案的編碼。該方法可以顯著提高結構色的空間編碼能力，并實現動態結構色圖案的精準打印。
該項技術可用于微型機器人和微流控芯片等微型設備，在生物醫學和信息通信等領域發揮作用。
該研究得到了國家自然科學基金項目的支持。（機器人學研究室）
論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s40820-024-01554-7
來源：中國科學院沈陽自動化研究所
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號