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Shenzhen Mofang New Materials Technology Co., Ltd
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AFM Bionik Technologie! Vibrationsinduzierte Bionik-Struktur für Subsekunden-Adhesion-/Reibungsregulierung
Datum:2025-12-08Lesen Sie:0
Jieko, stellvertretender Forscher der Luft- und Raumfahrtuniversität von Nanjing/Inspiriert von den stabilen Krabbelmechanismen von Insekten wie Heuschrecken, Würmen und anderen auf geneigten oder sogar umgekehrten Zweigen, hat das Team von Professor Dai Zhendong auf der Grundlage der kreisbogenförmigen Oberfläche und der inneren Zweigstruktur seines Fußmattens eine biologische Gradienten-Krümmungsglatte-Mattenstruktur entwickelt. Die Struktur ermöglicht unter Beibehaltung der Anpassungsfähigkeit zu mehreren Schnittstellen erfolgreich eine subsekundäre Abklebungsschaltung der Klebstoff-/Reibungsleistung durch Schwingungsregulierung. Die relevanten Forschungsergebnisse„Ultraschnelle Adhesion/Friction bidirektional schaltbar Steuerung durch Vibration“zum Thema, veröffentlicht in„Fortgeschrittene FunktionsmaterialienDie Zeitschrift bietet eine innovative Lösung für die langjährigen Herausforderungen der Kompatibilität zwischen „starker Anhaftung“ und „schneller Freisetzung“ in Bereichen wie der Roboterbetrieb und der Präzisionsausrüstungsherstellung.

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Das Forschungsteam nimmtMikro-Stereografie mit präziser Gesichtsprojektion (PμSL)3DDrucktechnik (nanoArch®S140 ProGenauigkeit:10 μmEs wurden vier Parameter festgelegt.(曲率半径Kontaktschichtdicke, Stützschichtdurchmesser und Gradient)EinstellbarSerie ProbenDie Ergebnisse zeigenDas Material zeigt bei den Tests eine stabile Haftung und Reibung: die Haftfestigkeit übersteigt60,0 kPaReibungstärke höher als130,0 kPaund in200Aufrechterhalten nach dem zweiten kontinuierlichen Zyklus-Test90 %Die oben genannte Leistungsstabilität. Außerdem ist das Material in≥ 3°schräg,≥Rein0,8 μmHalten Sie eine stabile Leistung unter den Bedingungen der rauen Oberfläche und ist verträglich400 Hz/60 μmSchwingungsbedingungen und-60~160℃Temperaturveränderungen im Bereich(Abbildung 1,2).


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Bild1. Bionische glatte Matte mit Schwingungsregulierter Klebung/Abbildung des Reibungsmechanismus.


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Bild2. Vier wichtige Strukturparameter/MooreReibungsleistungAuswirkungen.


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Bild3. Verschiedene Strukturen statisch/Vergleich der Klebstoff- und Reibungsleistung auf der rauen Basis der Vibration.


Weitere Studien haben gezeigt, dass die Struktur der bionischen Krümmungsgradiente glatte Matten unter Vibrationstestbedingungen Eigenschaften wie eine bimodale Reaktion und eine Vibrationstoleranz aufweist.in50 Hz/100 μmSeine Adhesionseigenschaften unter Vibrationsbedingungen sind bei statischer1.371 ± 0.004 NErhöhen auf3.711 ± 0.037 NErhöhung bis270.68 %(ModellIch); und200 Hz/100 μmUnter Vibrationsbedingungen kann die Haftfähigkeit auf0.079 ± 0.050 NReduzierung auf497.58 %(ModellII). Das Verhältnis zwischen dem Adhesionsschalter und der Umwandlungseffizienz beträgt46.79und97.86 %. Es ist bemerkenswert, dass das gradiente Design das Material in400 Hz/60von μmBleibt in einer Vibrationsumgebung erhalten70%überReibungsleistung(Bild3).


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Bild4. Mechanische Analyse der Oberflächenanpassung und der Schwingungsregulierung.


Bei der mechanischen Analyse entstehen magnetische Partikel, die innerhalb der Struktur entlang eines axialen Gradienten angeordnet sind.Die Modulgradientstruktur von "Top Soft Bottom" ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Schnittstellenspannung, die die effektive Haftfunktion verbessert und die Schnittstellenspannung verringert. Frequenz- und Speichermodul, gemessen nach Kraft- und Verschiebungsprüfkurven und Zeittemperatur-Äquivalenzprinzipien bei Schwingungsprüfungen/Datenanalysen wie Verlustmodul zeigen, dass niederfrequente Vibrationen durch elastisch dominierende Verstärkung der Haftung (MusterⅠ), während die Hochfrequenzschwingungen die Haftung durch klebrige Dispersion schwächen (ModusⅡDadurch kann weniger als30Millisekundenzustandswechsel mit der gleichen Reaktionsgeschwindigkeit wie der Wachache(Bild4).


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Bild5. Zerstörungsfreie Griffprüfung von Oberflächen wie Metall, organisches Glas und Siliziumflatten sowie tragbare Modulprüfung.


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Bild6. Temperaturdifferenzbedingungen mit integriertem Roboterarm, Validierung für große Anwendungsflächen.


Überprüfung der schädigungsfreien Abhaftung von Materialien wie Metall, organisches Glas und Wafer auf der TestplattformDas Forschungsteam entwickelte ein Gesamtgewicht von weniger als280Kosten niedriger als50Das Handbetriebsmodul von Yuan Yuan hat den verlustfreien Handling der ekszentrischen Basis erfolgreich realisiert (Abbildung 5). Tragbare Module können ebenfalls am Ende des Roboterarms integriert werden, um die Anforderungen an hohe Präzision und große Flächen zu erfüllen(Bild6).


Zusammenfassung:Die Studie vorgeschlagenGradientenverteilung-Vibrationsinduzierte Synergiestrategie zur erfolgreichen Verklebung unter Neigung, Rauheit, Vibrationen und Temperaturveränderungen/Stabile Anbindung durch Reibung und schnelle, reversible Schaltungbietet strukturelle Haftung/Der Wandel von der passiven Strukturoptimierung zur aktiven dynamischen Regulierung bietet neue Ideen für die Entwicklung von „intelligenten“ Endantrieben für dynamische Umgebungen.