一种仿生粘附摩擦微结构及仿生粘附摩擦表面制造技术

本发明专利技术公开了一种仿生粘附摩擦微结构及仿生粘附摩擦表面，涉及微纳米结构技术领域，包括微吸盘和微流道平面结构，微吸盘的吸附面设有吸附腔，微流道平面结构连接在吸附腔一侧，微流道平面结构的顶面为平齐于吸附面的微流道平面，微流道平面上设有多个向内凹陷的微流道，各微流道排列方向一致，各微流道一端均连通吸附腔，另一端延伸至微流道平面结构远离吸附腔的一端。仿生粘附摩擦表面包括基底和以上所述的仿生粘附摩擦微结构，基底上设有多个排列方向一致的仿生粘附摩擦微结构，各仿生粘附摩擦微结构的背向吸附面的一端连接在基底上。本发明专利技术能够满足液体环境下的强粘附摩擦需求，并能够实现快速脱附。并能够实现快速脱附。并能够实现快速脱附。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生粘附摩擦微结构及仿生粘附摩擦表面


[0001]本专利技术涉及微纳米结构
，特别是涉及一种仿生粘附摩擦微结构及仿生粘附摩擦表面。

技术介绍

[0002]漫长的进化岁月中，很多生物逐渐演化出特殊的粘附结构来实现黏着、攀爬以及捕猎。科研人员从生物粘附结构中获取智慧，专利技术了各种功能的吸盘、粘着剂以及强粘附摩擦表面。这些专利技术方便了工业生产和人民生活。
[0003]但水下和湿润环境中，摩擦粘附受到液体润滑的影响，难以贴附表面实现有效粘附，同时摩擦力大大降低。目前的大多数粘附摩擦表面都会出现粘附效果变差甚至失效的问题。在例如板材电镀、生物样本运输、硅片清洗等需要液体中转移物体的工作情况下，急需一种适应湿润和水环境的粘附摩擦解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种仿生粘附摩擦微结构及仿生粘附摩擦表面，以解决上述现有技术存在的问题，能够满足液体环境下的强粘附摩擦需求，并能够实现快速脱附。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种仿生粘附摩擦微结构，包括微吸盘和微流道平面结构，所述微吸盘的吸附面设有吸附腔，所述微流道平面结构连接在所述吸附腔一侧，所述微流道平面结构的顶面为平齐于所述吸附面的微流道平面，所述微流道平面上设有多个向内凹陷的微流道，各所述微流道排列方向一致，各所述微流道一端均连通所述吸附腔，另一端延伸至所述微流道平面结构远离所述吸附腔的一端。
[0007]优选地，所述吸附面为圆形吸附面或椭圆形吸附面。
[0008]优选地，所述微流道的深度为0.3
‑
5微米，宽度为1
‑
30微米。
[0009]优选地，所述微吸盘和所述微流道平面结构为弹性材料制作而成。
[0010]优选地，所述吸附腔的内底面为平面，所述吸附腔的内侧面垂直于所述吸附腔的内底面，所述微流道为横截面为方形的流道。
[0011]优选地，所述吸附腔的内表面为圆滑曲面，所述微流道的内表面为弧面。
[0012]优选地，所述微吸盘背向所述吸附面的一面上设有连接部，所述连接部连接于基底上。
[0013]本专利技术还提供一种仿生粘附摩擦表面，包括基底和以上所述的仿生粘附摩擦微结构，所述基底上设有多个排列方向一致的所述仿生粘附摩擦微结构，各所述仿生粘附摩擦微结构的背向所述吸附面的一端连接在所述基底上。
[0014]优选地，多个所述仿生粘附摩擦微结构呈阵列式排布于所述基底上。
[0015]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0016]本专利技术提供的仿生粘附摩擦微结构及仿生粘附摩擦表面，利用平行于被吸附表面
并平行于微流道的外力拖动本仿生粘附摩擦微结构，由于粘滞阻力的存在，与被吸附表面接触的液体流动速度为零，不能及时随微吸盘运动，当外力方向由微流道平面结构朝向微吸盘时，液体沿微流道向吸附腔内补充的速度不及微吸盘运动的速度，吸附腔内的液体减少，从而增大微吸盘内负压，实现吸附力和摩擦力增强的效果；当外力方向由微吸盘朝向微流道平面结构时，与被吸附表面接触的液体流速为零，不随微吸盘的运动而运动，导致吸附腔内液体积累，内外压力平衡，实现快速脱附的效果。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例一中的仿生粘附摩擦微结构的立体结构示意图；
[0019]图2为图1中A
‑
A剖面立体结构示意图；
[0020]图3为图1中B
‑
B剖面立体结构示意图；
[0021]图4为图1中Ⅰ部分的局部放大示意图；
[0022]图5为本专利技术实施例三中的仿生粘附摩擦表面的立体结构示意图；
[0023]图6为本专利技术实施例二中的仿生粘附摩擦微结构的立体结构示意图；
[0024]图7为图6中C
‑
C剖面立体结构示意图；
[0025]图8为图6中D
‑
D剖面立体结构示意图；
[0026]图9为图6中Ⅱ部分的局部放大示意图；
[0027]图10为本专利技术实施例四中的仿生粘附摩擦微结构的立体结构示意图；
[0028]图中：100
‑
仿生粘附摩擦微结构、200
‑
仿生粘附摩擦表面、1
‑
微吸盘、2
‑
微流道平面结构、3
‑
吸附面、4
‑
吸附腔、5
‑
微流道平面、6
‑
微流道、7
‑
内底面、8
‑
内侧面、9
‑
连接部、10
‑
基底。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术的目的是提供一种仿生粘附摩擦微结构及仿生粘附摩擦表面，以解决现有技术存在的问题，能够满足液体环境下的强粘附摩擦需求，并能够实现快速脱附。
[0031]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0032]实施例一
[0033]如图1
‑
图4所示，本实施例提供一种仿生粘附摩擦微结构100，包括微吸盘1和微流道平面结构2，微吸盘1的吸附面3设有吸附腔4，微流道平面结构2连接在吸附腔4一侧，微流道平面结构2的顶面为平齐于吸附面3的微流道平面5，微流道平面5上设有多个向内凹陷的
微流道6，各微流道6排列方向一致，各微流道6一端均连通吸附腔4，另一端延伸至微流道平面结构2远离吸附腔4的一端。
[0034]使用时，利用平行于被吸附表面并平行于微流道6的外力拖动本仿生粘附摩擦微结构100，外力方向由微流道平面结构2朝向微吸盘1，由于粘滞阻力的存在，与被吸附表面接触的液体流动速度为零，不能及时随微吸盘1运动，致使液体沿微流道6向吸附腔4内补充的速度不及微吸盘1运动的速度，吸附腔4内的液体减少，效果相当于微吸盘1内液体被泵出，从而增大微吸盘1内负压，实现吸附力和摩擦力增强的效果；在这个过程中，实现了无需垂直于微吸盘1的初始压力就能实现吸附并增强摩擦和吸附的效果。反向拖动时，与被吸附表面接触的液体流速为零，不随微吸盘1的运动而运动，导致吸附腔4内液体积累，内外压力平衡，实现快速脱附的效果。
[0035]本实施例中，吸附面3为圆形吸附面或椭圆形吸附面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生粘附摩擦微结构，其特征在于：包括微吸盘和微流道平面结构，所述微吸盘的吸附面设有吸附腔，所述微流道平面结构连接在所述吸附腔一侧，所述微流道平面结构的顶面为平齐于所述吸附面的微流道平面，所述微流道平面上设有多个向内凹陷的微流道，各所述微流道排列方向一致，各所述微流道一端均连通所述吸附腔，另一端延伸至所述微流道平面结构远离所述吸附腔的一端。2.根据权利要求1所述的仿生粘附摩擦微结构，其特征在于：所述吸附面为圆形吸附面或椭圆形吸附面。3.根据权利要求1所述的仿生粘附摩擦微结构，其特征在于：所述微流道的深度为0.3
‑
5微米，宽度为1
‑
30微米。4.根据权利要求1所述的仿生粘附摩擦微结构，其特征在于：所述微吸盘和所述微流道平面结构为弹性材料制作而成。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张力文，陈华伟，宋新宇，梁静，王炎，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：