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科学家研制纳米“铁磁纸” 可制造微型机器人

关键词:“铁磁纸” 纳米材料



2010-1-12 来源:腾讯科技


美国科学家成功研制出一种叫做“铁磁纸”的纳米等级材料

    目前,美国科学家成功研制出一种叫做“铁磁纸”的纳米等级材料,它是用纳米等级铁磁微粒灌注在普通纸张上,这种材料可用于制造微型机器人、研究人体细胞的微型镊子等。

    据美国科学日报报道,日前,美国普渡大学的研究人员成功研制一种磁性“铁磁纸”,它可用于制造手术仪器中的低成本“微型发动机”,研究细胞的微型镊子,微型机器人以及小型扬声器等。

  这种特殊材料是采用矿物油和氧化铁“磁纳米微粒”浸透在普通纸张或者报纸上形成的,然后这种带有纳米微粒的纸张可在磁场中应用。电子计算机工程兼生物医学工程师教授芭芭克-齐伊(Babak Ziaie)说:“纸张是一种多孔基体,因此我们可以在纸张上承载一些特殊的物质,使其具备独特的功能。”

  该新材料以低成本方式制造小型立体扬声器,微型机器人或者具有多种用途的发动机,其中包括控制细胞的镊子和最低程度侵入手术的柔韧性机械手指。齐伊说:“由于铁磁纸非常柔软,并不会对人体细胞或者组织构成损害,而且制造起来非常便宜。你可以剪裁一小块,用于制造微型发动机。”

  一旦普通纸张上浸入“铁磁流体”混合物,纸张就覆盖着一层生物塑料薄膜,它具有一定程度的抗水性,避免液体蒸发,并能显著提高强度、硬度和弹性等机械性能。这项新材料的详细资料将于1月24日至28日在香港召开的第23届微电子机械系统IEEE国际会议上公布。

  由于这项技术成本并不昂贵,不需要特殊的实验室制造,它可普遍地应用于大学和高校制造微型机器人和其他工程科学器件。这种纳米等级磁性微粒可从商业途径获得,磁性微粒的直径仅有10纳米,相当于人体头发的万分之一。铁磁纳米微粒中含有铁原子。

  齐伊说:“或许你未曾使用过纳粒微粒,但是它们要比其他较大的微粒更容易使用,而且价格更便宜,纳米微粒的价格也非常低廉。”

  研究人员使用一种叫做磁场排放扫描电子显微仪研究纳米微粒如何灌注在某些纸张中,齐伊说:“所有类型的纸张都可以使用,但是新闻报纸和柔软的纸张特别适合,这是由于它们具有很好的多孔性。”

  研究人员现使用该材料制造小型悬臂致动器,这种结构非常类似于潜水艇,可在磁场中通过震动实现移动。齐伊说:“悬臂致动器非常普通,它们通常是由硅材料制成,而硅材料价格较高,要求在特殊的清洁室内制造完成。因此使用价格低廉的‘铁磁纸’是非常好的选择,它要比当前使用的硅材料价格便宜100倍。”

  目前,研究人员还将铁磁纸制造成折纸,从而研究更为复杂的设计。



 
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