跟你聊一个挺酷的科研成果,叫软脱模。灵感居然是从蛇蜕皮那儿来的,课题组看到那段视频后,一下子就觉得眼前一亮。你看,蛇蜕皮的时候,旧皮在粗糙地面摩擦下还能完整保留鳞片的形貌,它通过收缩、变细、剥离这三个动作,顺利脱掉了旧皮。这三个步骤正好对应了微型通道脱模时的难题。 受这个启发,团队就想着把橡皮筋埋进硅胶里,再慢慢地把它拉出来试试。他们第一次验证了软脱模的可行性,后来又用了三年多的时间迭代了一百多次,终于把概念变成了现实。 为什么以前的硬脱模做不到复杂微通道呢?现有的软光刻需要洁净间、二维模板和昂贵耗材;溶解模板法又太耗时间,材料还受限;基体溶胀法会残留化学试剂;直接3D打印精度和表面粗糙度都不太行。长径比高、截面多变的三维复杂结构,一直是横在微流控、软体机器人还有器官芯片面前的一道坎。 那这个软脱模到底是怎么操作的?第一步是让模板自己“瘦身”,引入热拔法现场拉丝,直径可以控制,模量低伸长率高。第二步受力自收缩,把模板截面变细,把剪切力转化为剥离力。第三步就是无溶剂脱模了。 实验室里还做了极限测试呢。最小直径10微米的通道都能轻松脱出。长径比最高达到了6000,截面形状有锥形、螺旋、双螺旋、树状还有马鞍面呢。 这技术从纸上变成产品了吗?其实已经有四款实用原型了。第一个是仿虫型软体机器人,双螺旋微通道直径只有100微米。第二个是藤蔓天线,注入液态合金就能变成柔性天线。第三个是可穿戴传感器,可以捕捉手指微动。第四个是血管模型。 审稿人对这个技术挺满意的。他们圈出了两项硬指标:复杂度上能复制自然界常见的螺旋、分叉还有树状结构;长径比远超现有工艺。审稿人都预测这个技术会引爆微流控、软体机器人和生物医学工程这三大领域呢。 接下来团队还打算继续探索更软的模板材料和更智能的通道设计。没准儿不久的将来微型通道就不只是实验室里的试管了呢!它可能会变成我们身体里的血管网,或者是可穿戴设备里的天线呢!