大阪大学开发世界上最快开/关响应和最精确位置控制的超小型执行器

如何打开和关闭先进技术中的超小型组件?你需要一个执行器,比如一种将诸如电能之类的输入传递给身体运动的设备。然而,迄今为止,小型技术中的致动器具有局限性。例如,如果很难将执行器集成到半导体电子产品中,则该技术在现实世界中的应用将受到限制。快速操作,具有精确的开/关控制并且与现代电子设备兼容的执行器设计将非常有用。

在最近发表在《纳米快报》上的一项研究中,大阪大学一个研究团队开发了一种超小型执行器。它的灵敏度,快速开/关响应和纳米级精度是无与伦比的。

研究人员开发的致动器基于氧化钒晶体。许多当前技术使用称为相变的钒氧化物的性质来引起小型装置内的平面外弯曲运动。例如,这种致动器在超小镜子中很有用。使用相变引起平面内弯曲要困难得多,但是例如在医学中的超小型夹持器中将很有用。

合著者Teruo Kanki解释说:“在68°C时,氧化钒经历了急剧的单斜晶至金红石相变,这在微尺度技术中很有用。” “我们使用了人字形(锯齿形)器件的几何形状来放大晶体的面内弯曲,并开辟了新的应用领域。”

使用两步协议,研究人员制造了一个15微米长的氧化钒晶体,该晶体由一系列的10微米臂连接到固定框架上。通过容易获得的刺激(温度变化10°C)引起的相变,晶体在平面内移动225纳米。扩展行为在数千个周期和几个月的时间内具有很高的可重复性。

研究团队报告一种世界上最快开/关响应和最精确位置控制的超小型执行器

开/关响应时间在相变温度附近只有几毫秒,这将成为世界上最先进的执行器。

如果没有能够快速打开和关闭能力,先进的植入式药物输送装置等小规模技术将无法工作。研究人员执行器的基本原理-平面内运动的可逆相变-将大大扩展许多现代技术的用途。研究人员预计,其执行器的精度和速度将对微型机器人特别有用。

上一篇:

下一篇:


标签