《基於固-液界面動態粘著作用的微對象操作方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由王樂鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於固-液界面動態粘著作用的微對象操作方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王樂鋒
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著對微系統產品功能集成化、結構微型化的不斷需求，微操作技術中需要處理的操作對象尺寸不斷減小，微對象間的粘著作用力相對於重力逐漸占據主導地位。本項目從利用固-液界面動態粘著作用的角度，開展基於粘著力的微操作機理和方法研究。首先建立微固體對象之間存在液體介質時的動態粘著接觸模型，揭示運動學參數和液體參數等對動態粘著力的影響規律。在此基礎上，確立基於固-液界面粘著作用的微對象三維操作配置，研究微操作過程中固-液界面和相關界面的匹配關係。針對微對象操作要求，確定可控的固-液界面粘著力參數，依據不同的微對象尺寸範圍研究動態粘著作用控制手段和實現方式，對相應的操作工具參數進行綜合最佳化設計，並開展相關的實驗研究。本課題的研究成果將為微對象操作提供新的理論基礎和方法，對促進我國微機電系統、光電工程和精密製造等相關領域的進一步發展具有重要的理論意義和套用價值。
結題摘要
微操作技術是微納製造的重要技術分支，也是人類認識微世界的基本手段。隨著微操作對象尺寸的逐漸減小，由於尺度效應和表面效應，微對象間的粘著作用力相對於重力逐漸占據主導地位，導致微操作和巨觀對象操作具有顯著的不同。機械夾持和真空吸附等傳統的操作方式執行微操作時具有很多不足，因此基於微尺度作用力特性探索新的微操作方法具有重要意義。本項目從利用固-液界面動態粘著作用的角度，開展了基於粘著力的微操作機理和方法研究。主要研究內容包括典型微對象之間存在液體介質時的動態粘著作用模型，基於固-液界面動態粘著作用的微操作配置，基於固-液界面動態粘著作用的微操作工具設計，基於固-液界面動態粘著作用的微操作實驗等。首先建立了典型微固體對象之間存在液體介質時的動態粘著作用模型，揭示了運動學參數和液體參數等對動態粘著力的影響規律。在此基礎上，確立了微尺度固-液界面動態粘著作用測試方法，並構建了動態粘著作用測試裝置，通過仿真模擬和實驗確定了各參數對微尺度固-液界面動態粘著作用的影響規律。提出了基於液/氣界面壓力差進行微對象拾取、基於固-液界面動態分離的微對象釋放方案。製作了基於固-液界面動態粘著作用的微操作工具，並開展了實驗研究, 驗證了方法的有效性。本課題的研究成果為微操作技術提供了一種新的方法，對促進我國微機電系統和精密製造等相關領域的進一步發展具有一定的理論意義和套用價值。
