在现代机器人技能的开展进程中，机器人的小型化成为一个抢手趋势，推进着微型驱动器的立异开展。，使其很适合在小空间、小分量和低能量功率的运用中运用，在人工肌肉、生物医学、能量搜集和微流控等许多范畴。虽然现有的微驱动器现已表现出林林总总特殊的才能，但大多数微驱动器仅限于单向变形。在实践运用中，往往需求多种杂乱的变形，而传统的微驱动器却达不到要求。虽然一些现有的微驱动器能够依托多种动力来坚持杂乱的变形，可是对多动力的依靠又会带来新的约束，特别是在这些动力不可用或难以取得的场景下。现在运用单一能量源完成微驱动器的杂乱变形仍是一个巨大的应战。
近期，香港城市大学朱安全教授团队根据液滴微流控技能制备了具有壳核结构的非对称微纤维，能够呼应湿度改动而发生杂乱的“往复式”变形，处理了传统微型驱动器对多重杂乱变形的需求和多种能量源的依靠性的问题。
不同于传统双层驱动器的结构规划，新式微纤维驱动器主要由复合海藻酸钠-硅藻土资料组成，其内部嵌入偏疼排布于纤维一侧的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微粒带。其间海藻酸钠-硅藻土外壳具有亲水性，可吸水发生溶胀；而PDMS核则具有疏水性，关于湿度无呼应。主导纤维吸水失水的各向异性有助于完成可逆的往复变形，提醒了亲水性外壳和疏水性内核之间的杂乱彼此效果。
运用液滴微流控技能能准确制作所规划的非对称微纤维驱动器。在这一进程中，共流微流控设备起到了及其重要的效果。内管放置于外管偏疼处保证发生的油滴坐落海藻酸钠液体射流的一侧。生成的微纤维枯燥后，一切PDMS微粒经过海藻酸钠-硅藻土接头构成独自的结。微纤维的轴线违背于微粒的轴线，因而导致生成非对称的微纤维描摹。
因为微纤维固有的不对称性，骨干和不均匀棘齿状结构之间的体积改动显着不同，因而导致微纤维的变形。微纤维驱动器的水合和脱水进程中的体积改动是可逆的。
水合进程中微纤维曲率半径先变小后变大,脱水进程中曲率半径先变大后变小。水合进程纤维的亲水性外壳首要触摸水，一起疏水性微粒疏水。因而与棘齿状结构邻近的海藻酸钠-硅藻土比较，骨干处优先更快地吸水，导致体积增加，初始阶段曲率半径减小。骨干处水快速饱满，棘齿状结构邻近的海藻酸钠-硅藻土持续吸水，导致体积增加，第二阶段的曲率半径增加。脱水进程中在骨干的海藻酸钠-硅藻土体积较大的情况下，水蒸发得更快，导致体积减小得更快，并在初始阶段向骨干处曲折变形。骨干侧彻底脱水后中止失水，而棘齿状结构邻近的失水进程仍在持续。因而，在第二阶段中，微纤维驱动器在棘齿状结构处体积减小更明显，导致在第一阶段中观察到的方向相反方向上的变形。
能够经过改动微纤维驱动器的描摹来调控变形。运用微流控技能改动微纤维和微颗粒的几许描摹和标准，驱动器初始和终究状态下的曲率和变形起伏都发生了改动，而变形的整体趋势坚持一致。
该微纤维驱动器在操作液体和固体方面具有多功用性。与传统限于单向变形的驱动器比较，这种才能答应双向变形的微纤维驱动器在使命履行后与方针方位坚持必定间隔。
该研讨介绍了一种全新的、通用的战略来规划和制作新式微纤维驱动器，其共同之处在于与传统双层驱动器不同的杂乱往复变形。这项研讨不只将促进对非对称微纤维驱动器及其彼此变形的了解，还将为下一代驱动器的开发奠定根底，有望进步其通用性和多功用性。
朱安全，香港城市大学机械工程系助理教授，主要是做微纳标准活动根底及运用研讨，包含微流控、表界面浸润性、仿生规划和制作、微纳马达/驱动器；在Science, Nature Communications, Advanced Materials, Chemical Reviews等期刊宣布论文40余篇，协作出书英文学术专著1部；研讨成果取得很多媒体和杂志的要点报导，包含Science News、The Times、News Scientist、法国驻香港大使馆、新华社、香港TVB等；曾取得多项荣誉和奖项，包含2022及2023 Lab on a Chip出色审稿人、2022 Micromachnies 出色青年学者奖、2021我国新锐科技人物杰出成就奖、2018 TechConnect全世界立异奖、2017香港青年科学家奖提名等。欢迎对研讨范畴感兴趣的博士生参加课题组，联系方法：个人主页：。
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