科学研究

机械仿生学

发布时间:2016-05-26  阅读次数:1009

       机械仿生学作为专门研究仿生机械的学科,兴起于20世纪60年代末期。该学科以力学或机械学为基础,由生物学、生物力学、医学、机械工程、控制论和电子技术等多学科相互渗透、结合而成。其主要研究内容涉及生物力学、生物运动学和机器人工程等领域。在机械设计的过程中,通过模仿生物的形态、结构和控制方式,研究并掌握其工作原理,进而将系统中的优异结构与物理学特性相结合,将有助于设计制造出功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。

       本课题组立足于机械仿生学的前沿领域,以功能性生物表面的微观粘附和摩擦机理为主要研究内容。现阶段的研究对象主要包括壁虎足部刚毛微结构、猪笼草蜡质滑移区微结构,以及贻贝足丝蛋白等。这些研究对象在自然界中都表现出独特的粘附能力,针对性的研究可以为设计稳定可控、快速可逆、环境优化且成本低廉的粘性结构或材料提供有价值的指导。

       现阶段的研究工作主要以实验为主,设备包括原子力显微镜(Atomic force microscopy, AFM)和表面力仪(Surface forces apparatus, SFA)等具有纳米级分辨率的测量平台,可以实现对生物微观结构的粘附和摩擦行为中力学特性的直接表征,并结合界面科学中的理论模型,解析其中的作用机理。

  

图1. 壁虎足部刚毛系统的微观结构

 

图2. 贻贝足丝蛋白的粘附机理研究

图3.猪笼草蜡质滑移区表面的反粘附机理研究

 

 

 

 

 

Copyright © 版权所有:东南大学设计工程系
 

技术支持: 维程互联   网站访问量: AmazingCounters.com