大阪大学 VO2人字形平面致动器的亮场显微图像
梭尖在低温和高温下以假色叠加
Bar，1μm
学分:大阪大学 在先进技术中，如何打开和关闭超小型组件？你需要一个致动器，一个将电等输入转化为物理运动的装置
然而，迄今为止，小规模技术中的致动器具有严重的局限性
例如，如果很难将致动器集成到半导体电子器件中，该技术在现实世界中的应用就会受到限制
一种操作迅速、开关控制精确、与现代电子设备兼容的致动器设计将非常有用
在最近发表在《纳米快报》上的一项研究中，包括大阪大学研究人员在内的一个团队已经开发出了这样一种致动器
其灵敏度、快速开/关响应和纳米级精度无与伦比
研究人员的致动器基于氧化钒晶体
许多现有技术利用氧化钒的相变特性在小型器件中引起平面外弯曲运动
例如，这种致动器在超小型镜子中是有用的
使用相变来引起平面内弯曲要困难得多，但是在例如医学中的超小型夹具中是有用的
合著者特罗·坎基解释说:“在68℃时，氧化钒经历了一个明显的单斜向金红石的相变，这在微型技术中很有用。”
“我们使用了人字形(锯齿)器件几何结构来放大晶体的面内弯曲，并开发了新的应用
" 研究人员采用两步方案，制作了一个15微米长的氧化钒晶体，通过一系列10微米的臂连接到一个固定框架上
通过容易获得的刺激——10℃的温度变化——引起的相变，晶体在平面内移动225纳米
膨胀行为是高度可再现的，经过数千个周期和几个月
实验说明:由波形发生器控制的蓝色激光二极管聚焦在梭子的中间，而红色激光点部分覆盖了梭子的尖端
反射的红光由光电二极管(PD)收集，产生的电信号由示波器(Osc)监测，研究中的器件的频率响应
截止频率，~2千赫
在用蓝色激光激发期间，该装置在50℃被热化
我们手动获取数据点，并且没有观察到随时间的明显漂移，这表明在数千个周期内具有可重复性
学分:大阪大学 “我们还根据激光束在平面内移动了致动器，”合著者尼古拉·曼卡和卢卡·佩里格林诺说
“在相变温度附近，开/关响应时间只有几分之一毫秒，在其他温度下几乎没有变化，这使得我们的致动器成为世界上最先进的
" 如果没有快速打开和关闭植入式药物输送装置的能力，小型技术(如先进的植入式药物输送装置)将无法发挥作用
研究人员的致动器的基本原理——开/关、平面运动的可逆相变——将极大地扩展许多现代技术的应用
研究人员预计，他们的执行器的精度和速度将对微型机器人特别有用
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