记者8月25日从中国科学技术大学获悉,该校李木军副教授联合裴刚教授、张世武教授等研究人员,成功研制出具有快速可编程、稳定自维持特性的“百变磁力魔毯”——一种基于磁控单元阵列的智能功能表面。研究成果发表于细胞出版社仪器设备相关领域旗舰期刊《设备》。
可编程功能表面可对光学性质、润湿性、黏附性等表面性质进行按需调控,在自适应伪装、疏水防冰以及建筑节能等领域具有广泛应用前景。然而,现有可编程功能表面面临着表面状态稳定自维持和快速可重构能力需要权衡的挑战。场响应材料的集成为功能表面的重复编程提供了便利,但需要持续的能量输入来维持已编程的功能;形状记忆材料和功能涂层等技术可用于稳定保持表面状态,但会使重编程过程变得复杂耗时。
该团队开发的脉冲磁针技术,可对表面任意单元进行快速、局部编程,并通过磁性“片”与“条”之间的三极锁定机制,实现单元状态的稳定维持,无需外部能量输入。通过编程,可以控制每个单元的颜色、润湿性、反射率等属性。此外,通过可逆地调控表面单元的磁化方向,同一表面在磁场驱动下能可编程地展现出不同形状。
这项研究实现了信息存储或动态伪装、液滴输运,有望应用于建筑或设备表面的快速控温,并展示出该方法应用于软体机器人领域的潜力。
(记者 陈婉婉 实习生 吴玉昕)