北京理工大學(xué)宇航學(xué)院的陳少華教授課題組柴澤博士，近日在知.名期刊《Soft Matter》發(fā)表了一篇高質(zhì)量文章“Controllabledirectional deformation of micro-pillars actuated by a magnetic field"。研究人員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用了深圳摩方材料科技有限公司微尺度3D打印設(shè)備S140，該設(shè)備具有10um精度的分辨率，94*52*45mm大小的三維加工尺寸。基于該設(shè)備加工了陣列的微柱結(jié)構(gòu)，通過(guò)PDMS二次倒模形成含有磁性顆粒的PDMS微柱陣列，通過(guò)磁場(chǎng)控制來(lái)研究微柱變形，進(jìn)而研究可逆粘附、可控潤(rùn)濕性和方向性表面輸運(yùn)等特殊功能性表面的設(shè)計(jì)和研究。

微柱陣列（BMF nanoArch®S140  GR resin）

填充磁性顆粒的柔性微柱陣列的制備工藝如圖（a）所示，先通過(guò)深圳摩方（BMF）10μm精度的微立體光固化3D打印機(jī)S140打印出微米級(jí)別的微柱陣列，再倒模出純PDMS孔洞模具，最后二次倒模獲得含有磁性顆粒的PDMS微柱陣列；（b）PDMS模具的SEM圖像，該模具的孔的大小與3D打印的微柱的大小相同；（c-d）從頂視圖（c）和側(cè)視圖（d）觀察的磁性顆粒填充的微柱陣列的SEM圖像；（e）單根微柱；（f）夾角為90°時(shí)，永磁鐵和微柱陣列表面之間具有不同距離的微柱變形形態(tài)；（g）距離一定時(shí)，磁體圍繞固定微柱樣品以半圓形旋轉(zhuǎn)，微柱的變形形態(tài)。

可以通過(guò)改變微結(jié)構(gòu)表面的形貌來(lái)設(shè)計(jì)特殊的表面功能。本文提出了一種通過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)控制微柱陣列方向變形的簡(jiǎn)單有效的方法。每個(gè)微柱的大變形可以通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向來(lái)調(diào)整。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度固定時(shí)，微柱的變形方向由磁場(chǎng)方向控制。當(dāng)確定磁場(chǎng)方向時(shí)，微柱的撓度隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增加。根據(jù)最小勢(shì)能原理，進(jìn)一步建立了揭示微柱大變形機(jī)理的理論模型。從理論上預(yù)測(cè)變形柱的形態(tài)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合。目前的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和理論結(jié)果有利于典型功能性表面的設(shè)計(jì)和制備。例如，通過(guò)外場(chǎng)精準(zhǔn)控制表面微結(jié)構(gòu)的變形，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)表面界面粘附性和液體浸潤(rùn)性的可連續(xù)性調(diào)控，以及呈現(xiàn)梯度變化。為實(shí)現(xiàn)仿生壁虎腳設(shè)計(jì)，微納器件轉(zhuǎn)印，生物醫(yī)學(xué)微液滴混合及方向性輸運(yùn)等提供技術(shù)支持。

BMF nanoArch®S140System