重点关注

潘钦敏教授科研项目引起国内外同行广泛关注

发布时间:2012-09-05浏览次数:3493来源:哈尔滨工业大学化工学院

1. 纳米仿生超浮力材料
    在自然界中,水黾等小昆虫可以在水面自由行走而不溺水,其原因在于水黾腿部特殊的微纳米结构。这种结构使水黾腿部周围被一层空气垫环绕,防止其腿部被水打湿,这种不被水打湿的特性被称作“超疏水”性质。
    潘钦敏等研究人员以多孔状铜网为基材,并将其制作成数艘邮票大小的“微型船”,然后通过硝酸银等溶液的浸泡处理,使船表面具备超疏水性。这种微型船不但可以在水面自由漂浮,且可承载超过自身最大排水量50%以上的重量,甚至在其重载水线以上的部分处于水面以下时也不会沉没。产生这些现象的原因在于船表面的超疏水结构可在船外表面形成“空气垫”,改变了船与水的接触状态,防止船体表面被水直接打湿。
    这些研究成果可望用于制造具有重要潜在应用前景的水上交通工具,如水上机器人、微型环境监测器等。由于超疏水结构能大幅度降低材料在水中甚至空气中的运动阻力,这些研究对设计高速水上和空中交通工具也具有一定的参考价值。
    09年3月,潘钦敏教授在美国化学会《应用材料与界面》月刊上发表了“用超疏水铜网制造的小船具有惊人的浮力”论文,得到美国化学会ACS weekly presspac高度评价,引起国内外多家主流媒体关注。

2.“水上漂微型机器人
    潘钦敏教授所领导的课题组开发出一种可以在水面上行走的微型机器人,在军事侦察、水污染监测等领域具有广阔应用前景。有关研究成果已经刊登在美国《应用材料与界面》杂志上。
研发大致可分为两个阶段。首先是从水黾腿部的“羽毛状”微纳米结构获得灵感,研发了一种“超级浮力材料”,这种新材料的水上载重能力惊人。
    在自然界中,水黾等小昆虫可以在水面自由行走而不沉没,其原因是水黾的腿部具有特殊的微纳米结构。这个特殊结构使水黾在水中行走时,腿部被一层空气垫环绕。
    在研发的第二阶段,中国科学家利用已经取得的新材料制造出微型仿生水上机器人。机器人由10条支撑腿和两条螺旋状驱动腿组成,动力由微型马达提供。
    潘钦敏说,这种微型机器人的重量相当于大约390只水黾。虽然比所模仿的生物重很多,但机器人轻松站在了水面上,而且还能自由行走和转弯。