石墨烯材料的结构功能化制造技术与应用

石墨烯材料的结构功能化制造技术与应用

2018石墨烯前沿技术高峰论坛近日在常州举行。国家杰出青年、西安交通大学机械工程学院教授刘红忠作主旨报告《石墨烯材料的结构功能化制造技术与应用》。他说，对石墨烯进行微纳加工和控制，是发挥石墨烯特殊功能的有效方法。“以自然为灵感”可为石墨烯微纳加工打开更大想象空间。



传统“宏”机械制造技术已不能满足“微”机械和“微”系统的高精度制造和装配加工要求，而微纳加工可实现对尺度为毫米、微米和纳米量级零件的设计、加工、组装、集成与应用。



石墨烯作为一种低维纳米材料，具有电子迁移率和载流子浓度高、电阻率低等优异特性，可制造出性能更高的微电子器件和纳米器件。“对石墨烯进行微纳加工和控制，是发挥石墨烯特殊功能的有效方法，可使其在微纳器件应用中发挥更大价值。”刘红忠说。



刘红忠认为，以自然界为灵感，可更好地实现石墨烯微纳结构加工和控制。基于该理念，刘红忠团队把石墨烯微纳结构加工与仿生工程相结合，研发出多种高性能微电子产品。



昆虫复眼具有曲面、大视场的特点，能够精准解析周围空间。刘红忠团队模仿昆虫复眼制造出石墨烯光驱动可变焦仿生复眼，可远程操控，在高品质成像方面具有突出价值。受蚯蚓躯体柔软但能钻透坚固泥土的启发，其团队开发出石墨烯复合材料柔性软体机器人——柔性仿生鱼，改进了传统机器人变形能力受限、无法适应狭小环境的缺陷。其团队以花朵开放闭合为灵感，开发的石墨烯柔性仿生机械手，具备生物兼容性，可实现细胞和组织结构的抓取。



“自然是最好的老师，技术的灵感源于自然。除市场需求，迎合自然也是微纳结构制造的另一出发点。”刘红忠说。

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