Biträdande professor Seok Kim och doktorander Zining Yang och Jun Kyu Park har utvecklat en konstruktionskonstruktion som delvis inspirerats av ytan av fjärilar och ormar, där flexibla skinn är helt täckta av styva, diskreta vågar.

Deras arbete, "Magnetiskt lyhörda elastomer-kiselhybridytor för vätske- och ljusmanipulation, "visades nyligen på omslaget till Små .

Deras nya ytdesign har stela vågar monterade i mjuka, ferromagnetiska mikropilar på ett flexibelt substrat på ett förut utformat sätt genom överföringsutskriftsbaserad deterministisk sammansättning. De nanostrukturerade kiselskalorna på den magnetiskt responsiva elastomermikropillar -gruppen möjliggör manipulering av vätska och ljus. Ytans funktionella egenskaper bestäms av skalans mönster, medan mikropillar-arrayen är magnetiskt aktiverad med stor räckvidd, momentan, och reversibel deformation.

Kim och hans forskare kunde designa, karakterisera, och analysera ett brett spektrum av funktioner, såsom avstämbar vätning, droppmanipulation, avstämbar optisk överföring, och strukturell färgning, genom att införliva ett brett spektrum av skalor - bara kisel, svart kisel, och fotoniska kristallskalor-i både in- och out-of-plane-konfigurationer.

Magnetiskt responsmaterial som mjuka elastomerer laddade med magnetiska partiklar, är önskvärda för deras realtidsmanipulation av vätska, ljus, fasta partiklar, och levande celler - tack vare deras momentana strukturella hållbarhet under ett magnetfält. Dock, på grund av tillverkningsprocessen, de flesta befintliga ytor av detta slag är begränsade i sin funktionella förmåga.

Jämfört med en gemensam lyhörd yta med enkel design (den magnetiska mikropillaruppsättningen), ytan som utvecklats i vårt arbete har inte bara förbättrad prestanda vid riktad vätskespridning och optisk transmission. men möjliggör också nya funktioner som droppmanipulation och dynamisk strukturell färgning, "sa Yang, Ph.D. kandidat och första författare till studien.

Deras resultat tyder på en mångsidig plattform för både vätske- och ljusmanipulationer i både mikro- och makroskala. Potentiella applikationer finns i digital mikrofluidik, biomedicinska anordningar, virtuella persienner, kamouflageytor, och mikromirror -matriser. Ytterligare arbete kan också resultera i mer biomimetiska funktioner som robotisk rörelse, simning, självrengörande, och fast objektmanipulation. Deras design kan också integreras med aktiva enheter som solceller, ljusdioder, och lasrar som skalor för att bilda ny flexibel optoelektronik.

Kim är en ledande forskare inom avancerad överföringstryck och överföringsbaserad mikromontering.