快速组装微观器件，智能塑料被制成“万能抓手”

洪恒飞 柯溢能 科技日报记者 江耘

近日，浙江大学航空航天学院宋吉舟教授团队基于形状记忆聚合物，提出了一种新型的“万能抓手”策略。这个“万能抓手”的载体形状记忆聚合物可被视为一块智能“塑料”，虽然其结构简单，却能把目标物体“锁”在体内，轻松地抓取1微米到1米大小之间任何形状的物体。该研究成果发表于知名学术期刊《科学进展》。

据了解，在外部刺激作用（如光、热）控制下，形状记忆聚合物可软可硬，在受到一定外力作用导致变形后，会保持住形变状态，可谓“顺其自然”，然而在一定的外部刺激作用下，它又会变回原貌。目前形状记忆聚合物已经被广泛用于智能织物、电子包装管的热收缩膜、航空器太阳能帆板展开机构、智能医药器件等领域。

“我们的策略是，利用形状记忆聚合物的特性，通过调整外力作用，用它将物体锁住、抓取再解锁释放。”宋吉舟教授介绍，用这种方式打造的“万能锁”能在典型的三维结构物体上产生很大的抓力，甚至像壁虎一样，粘附在物体表面，不论物体表面光滑还是粗糙。

使用形状记忆聚合物万能抓手操纵75 微米的不规则铁颗粒和10微米直径的二氧化硅球

“然而对于小到微观尺度的物体，物体受到的表面力，特别是与抓手的粘附作用强，会给物体的释放带来较大的挑战。因此我们在设计中让抓手通过把物体或者物体表面的结构锁在其内部实现抓取，不依赖抓手的粘附力，并在抓手表面镀上一层特殊材料，或者增加抓手表面粗糙度来减弱粘附，从而实现物体释放。”宋吉舟表示，这样一来，微观抓手就像微观世界里的吊车，可以高效地在微观世界工作。

谈及具体应用，宋吉舟表示，在柔性电子制备中，最重要的一步就是微观元器件的快速组装，即把制备基底上数以万计或者更多的维纳元器件转移到柔性的使用基底上。以往的方法都依靠粘附来一次性抓取这些元器件，但是释放的时候粘附就变成了限制因素，课题组提出的这个策略，完全不依赖粘附，为柔性电子的制备提供了一种新思路，有望推进柔性电子的工业化进程。

使用形状记忆聚合物万能抓手组装柔性电子器件的简单展示