热毛细管驱动系统

非接触界面操控

利用热电冷却器阵列在气液界面产生表面张力梯度，实现对微小物体的非接触式驱动与自组装。

Jianhao, Liu · Yangyang, Zhao · 刘银水 · 周新平

Surfaces and Interfaces 2024

参数信息

最大移动速度

2.1 mm/s

被操控物体尺寸

0.5 mm

技术优势

非接触无磨损

温度梯度通过气液界面传递，物体不与驱动元件直接接触，避免了摩擦和污染。

多物体可编程操控

通过独立控制 TEC 阵列每个像元，可在界面形成复杂温度图案，使多个物体按所需方向移动并自组装。

可驱动微型机器人

该驱动方式已用于驱动仿生水黾机器人，实现界面上的直线和转弯运动，具备移动平台潜力。

应用场景

• 微流控：用表面张力梯度非接触操纵液面上微小物体，实现无需通道的微操作。
• 微型机器人：为微型机器人提供非接触推进力，在气液界面实现移动。
• 仿生机器人：可驱动仿生水黾机器人，在气液界面实现直线与转弯运动。
• 微纳制造：通过可控界面力实现多物体自组装，可辅助微纳结构构建。