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我系孙道恒教授在Nature旗下Microsystems & Nanoengineering 上发表流体—弹性体透镜阵列的数字微流控方法

来源: 发布时间:2020年05月22日 17:04 点击数:

近期,我系孙道恒教授课题组在流体—弹性体透镜阵列的数字微流控方法研究方面取得重要进展,相关成果被Nature出版集团旗下的《Microsystems & Nanoengineering》收录并在线发表(“A microfluidically controlled concave–convex membrane lens using an addressing operation system”, Microsystems & Nanoengineering, 6, 34(2020).https://doi.org/10.1038/s41378-020-0148-0)。


为了解决目前以流体弹性体透镜为单元的仿生复眼透镜阵列结构面临的变焦及选址系统复杂、体积及重量高等问题,孙道恒教授课题组基于流体等效电路原理,采用微流控数字逻辑设计方法,提出了嵌有微流控变焦单元、寻址单元的柔性透镜阵列系统。通过一个二进制加法器输出两位二进制信号,以该信号为输入,构建具有三阶流阻的调压芯片,实现透镜焦距随着输入信号的多阶调节;通过译码器系统建立了多个透镜的寻址控制逻辑,实现从六边形透镜阵列中选择一个典型的透镜;最后将集成变焦、寻址功能的微流控芯片柔性连接到薄膜透镜阵列系统中,实验表明系统工作良好。变焦、寻址控制系统与薄膜透镜阵列具有相同的制造工艺、工作介质和驱动源,实现控制单元和执行单元一体化制造,满足了柔性复眼的一体化、轻量化需求。对比电路控制系统,数字微流控方法有更好的环境适应性和形状的可塑性,为软体机器人这一类结构—感知—驱动—执行—控制一体化设计与制造探索了一条新途径。

文章创新地提出了具有数字加法逻辑的变焦控制器和二进制寻址控制器,简化了仿生复眼的控制系统;在控制单元和执行单元具有相同的制造工艺、工作介质和驱动源,满足了仿生复眼透镜阵列系统的一体化需求;对比电路控制系统,数字微流控方法有更好的环境适应性和形状的可塑性。

刊物介绍

Microsystems & Nanoengineering》是 Nature 出版集团(现Springer Nature分部)和中国科学院于2014年启动创刊的第一本工程类英文期刊。由吴一戎院士担任主编,美国明尼苏达大学麦克凯特杰出教授崔天宏教授和英国皇家工程院院士、现英国Bath大学校长Ian White教授联合担任执行主编。来自15个国家和地区的48位专家组成了国际化编委会,海外编委比例超过70%,其中有10位编委是来自美国、中国、加拿大、英国、瑞典、荷兰、澳大利亚等国的院士。

Microsystems & Nanoengineering》期刊研究成果获得了相关领域研究者的广泛关注,在微系统与纳米工程领域已产生了广泛的影响。先后被DOAJESCISCIEEIScopusPubMed数据库收录。JCR影响因子稳健发展(5.0712017年),5.6162018年)),期刊国际地位稳固(仪器仪表学科JCR影响因子排名第3/61Q1区)。

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