工程师使用毛细管成形工艺创建新的微型形状

扭曲的尖顶、同心环和优雅弯曲的花瓣是密歇根大学的工程师们可以用碳纳米管采用新的制造工艺制造出的几种新的三维形状。

这个过程被称为“毛细管形成”，它利用了毛细管作用，当液体似乎无视重力，自动沿着吸管向上移动时，这种现象就起作用了。

a . John Hart说，这种新的微型形状，即使不是不可能，也很难用任何材料来制造，它有潜力以可扩展的方式利用碳纳米管的特殊机械、热学、电学和化学特性。机械工程系和艺术与设计学院助理教授。

他们可以研制出能够与单个细胞和组织连接的探针，新型微流控设备，以及具有自定义拼接表面纹理和特性的新材料。欧洲杯足球竞彩

关于这项研究的一篇论文发表在《先进材料》(Advanced Materials) 10月刊上，并被刊登在封面上。欧洲杯足球竞彩

哈特说:“让碳纳米管像建筑物一样垂直竖立很容易。”“不可能把它们做成更复杂的形状。将纳米结构组装成三维形状是纳米技术的主要目标之一。毛细管成形方法可以应用于多种类型的纳米管和纳米线，其可扩展性在制造上非常有吸引力。”

哈特的方法是从在硅片上冲压图案开始的。在这种情况下，他的墨水是铁催化剂，促进碳纳米管在图案形状的垂直生长。哈特不采用传统的、统一的圆形网格，而是采用空心圆形、半圆形和从中心剪下较小的圆形。形状按不同的方向和分组排列。一个这样的组合是一个五边形的半圆，它们的平边朝外。

他使用传统的“化学气相沉积”方法在规定的模式下生长纳米管。然后，他将带有纳米管森林的硅片悬挂在一个烧杯上，烧杯里有沸腾的溶剂，比如丙酮。他让丙酮在纳米管上浓缩，然后让丙酮蒸发。

当液体冷凝时，毛细管作用力起作用，将垂直的纳米管转变成复杂的三维结构。例如，高的半圆柱形纳米管向后弯曲，形成一个类似三维花朵的形状。

哈特说:“我们利用这些2D图形对3D形状的形成进行编程。”“我们发现，初始形状会影响毛细管力如何改变结构的几何形状。有些会弯曲，有些会扭曲，我们可以以任何我们想要的方式组合它们。”

哈特说，毛细管形成过程允许研究人员在本质上无限的区域内制造出大量的3D微结构，所有这些微结构都比一立方毫米小得多。此外，研究人员还表明，它们的3D结构比用于微制造的典型聚合物的硬度高10倍。因此，它们可以作为模具用其他材料制造相同的3D形状。欧洲杯足球竞彩

哈特说:“我们认为，这开启了创建具有局部变化几何和属性的定制纳米结构表面和材料的想法。”欧洲杯足球竞彩“现在，我们认为材料在任何地方都具有欧洲杯足球竞彩相同的性能，但有了这项新技术，我们可以梦想着同时设计材料的结构和性能。”

这篇论文的题目是“由碳纳米管毛细管形成的不同3D微结构”。

这项研究由密歇根大学工程学院和密歇根大学机械工程系、比利时科学研究基金和国家科学基金会资助。欧洲杯线上买球

该大学正在寻求知识产权的专利保护，并正在寻求商业化合作伙伴，以帮助将技术推向市场。

来源:http://www.umich.edu/