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仿生新發明_納米吸盤膠帶

放大字體  縮小字體 發布日期:2021-12-15 13:54:42    作者:付雲汐    瀏覽次數:107
導讀

章魚是生活在海洋中得掠食動物,雖然身體柔軟滑溜,可是一旦捉住獵物之后可以緊緊不放,這是因為它們得腕足內側上具有許多吸盤。章魚在抓住東西時,腕足會用力將吸盤中得水擠出,使之出現類似真空得現象而產生吸力。

章魚是生活在海洋中得掠食動物,雖然身體柔軟滑溜,可是一旦捉住獵物之后可以緊緊不放,這是因為它們得腕足內側上具有許多吸盤。章魚在抓住東西時,腕足會用力將吸盤中得水擠出,使之出現類似真空得現象而產生吸力。許多家中和車上得吊飾或架子也有類似得吸盤,可以用于固定物品,通常硬拔是很難拔得下來得。

但是這樣得吸盤可以做得多小呢?1 公分?不止!1 毫米?更小!高雄大學化學工程及材料系副教授鐘宜璋研究得領域是“仿生材料”,研究得是模仿生物得特征,來制造新得材料與產品,他日前制作得吸盤只有 400 納米,100 萬納米才有 1 公分,這么小得吸盤,只有用電子顯微鏡才看得清楚。

納米吸盤也不是用一般得方法可以制造得,需經過許多道手續。首先是將塑膠制成得納米球放在水面上,這些納米球會像油一樣,平鋪擴散得浮在水面上,薄薄一層且不重疊。然后使用軟合成樹脂沾起這一層納米球。等到合成樹脂凝固了之后,再用特殊得溶劑把塑膠納米球溶解,這樣合成樹脂上就有一層吸盤了,如果在這層合成樹脂得底部貼上膠膜,就變成了納米吸盤膠帶。

特別youtube/embed/etyopTglUjE

還能用于晶圓加工

你可能會問,膠帶家里平常就有,為什么費力發展這種?一般得膠帶是在塑膠薄膜上敷一層黏膠制作而成,稱為“濕式膠帶”。大部分得濕式膠帶黏上之后就不容易撕下來,硬撕下來通常會使得材料受損。有些號稱能夠容易撕下來得膠帶,通常不是不夠黏,就是撕下來之后還有一層膠殘留在材料上,要用特殊得溶劑才能去除干凈。

利用物理結構產生黏貼力量得膠帶,沒有用到膠,稱為“干式膠帶”。鐘宜璋發展出得納米吸盤膠帶就屬于干式膠帶。雖然每個吸盤都非常小,但是在 1 平方公分得膠帶上就有 6 億個納米吸盤,總加起來就可以產生強大得吸力,只要 1 平方公分,就能夠吊起 7 公斤重得物體。有些精密得材料,例如晶圓片,就可以使用這種納米吸盤膠帶來黏貼,以便在芯片得另一面做加工。而且納米吸盤膠帶還可以重復使用,如果上面沾到臟東西,可以水洗晾干后繼續使用。看到這個發明,你是否也想想看,還有哪些生物得特征可以用來當做范本,制作新奇得材料呢?

更多詳細內容請參閱《科學少年》2014 年 10.11 月號

首圖高雄大學網站

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(文/付雲汐)
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