3D-печать эластомерных бионических сложных адгезивных микроструктур

Бионические эластомерные структурные адгезивы могут обеспечивать обратимую и управляемую адгезию на сухих и влажных, синтетических и биологических поверхностях для широкого круга коммерческих применений. Сложность формы и характеристики существующих структурных адгезивов ограничены используемыми технологическими методами, такими как формование. Чтобы преодолеть эти ограничения и предложить сложные 3D-дизайны микроструктур адгезива, реализован подход изготовления 3D-эластомерных микроструктур с использованием 3D-печати на основе двухфотонной полимеризации. В качестве материала для 3D-печати используется специально разработанный алифатический уретан-акрилатный эластомер. Демонстрируются два дизайна, каждый из которых сочетает два биологических источника вдохновения, чтобы показать расширенные возможности, обеспечиваемые предлагаемым методом изготовления и кастомным эластомером. Первый дизайн сосредоточен на гибридном микро-волокнистом адгезиве, вдохновлённом весенним хвостом (springtail) и гекконами, который объединяет многофункциональные свойства: суперотталкивание жидкостей по боковой поверхности, суперотталкивание по верхней поверхности и сильную обратимую адгезию в одной матрице волокон. Второй дизайн в основном ориентирован на гибридный адгезив, вдохновлённый осьминогом и гекконами, который демонстрирует преимущества обоих типов микроструктурных адгезивов для сильной обратимой адгезии как на влажных, так и на сухих поверхностях, таких как кожа. Этот подход к изготовлению может быть использован для создания многих других сложных 3D эластомерных структурных адгезивов для будущих реальных применений.