[实用新型]可变表面吸附力元件

说明书

一种可变表面吸附力元件，包括基材、加热层、缓冲层及纳米结构阵列。加热层形成于基材的一侧，加热层可通过供电而改变温度；缓冲层形成于加热层上；纳米结构阵列形成于缓冲层上，纳米结构阵列以金属玻璃材料制成，纳米结构阵列包括多个纳米结构，各纳米结构彼此间隔排列而形成有序阵列，且通过纳米结构阵列可形成多个气体容纳空间。

技术领域

本实用新型涉及一种可变表面吸附力元件，尤其涉及一种通过温度变化而改变表面吸附力的可变表面吸附力元件。

背景技术

近年来，仿生学成为学者及发明家所热衷的研究标的之一。通过观察与分析大自然中生物的身体结构、特征、行为等，进而将其应用于医学、材料科学、农业、工程科技等各类领域中，以解决人类生活所遭遇的问题。举例来说，壁虎的四肢底部具有大量的吸附结构，这些吸附结构为纳米级的绒毛结构，使其能够自由控制四肢对于墙壁或垂直平面的附着力，以便爬行于墙壁或垂直平面上。若能将此种特性应用于生活中，对于未来人类从事攀爬相关的运动或工作等方面将有所裨益。因此，如何能研发出如同壁虎四肢一般具有可变表面吸附力的元件，实为一个值得研究的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可变表面吸附力元件，通过元件本身温度变化而改变表面吸附力。

为达上述目的，本实用新型的可变表面吸附力元件包括基材、加热层、缓冲层及纳米结构阵列。加热层形成于基材的一侧，加热层可通过供电而改变温度；缓冲层形成于加热层上；纳米结构阵列形成于缓冲层上，纳米结构阵列以金属玻璃材料制成，纳米结构阵列包括多个纳米结构，各纳米结构彼此间隔排列而形成有序阵列，且通过纳米结构阵列可形成多个气体容纳空间。

在本实用新型的一个实施例中，加热层为金属层，且缓冲层为金属氧化物层或氮化物层。

在本实用新型的一个实施例中，各纳米结构为中空管状结构，中空管状结构的中心轴垂直于缓冲层的表面，且中空管状结构的一端连接缓冲层，另一端则形成开放端。

在本实用新型的一个实施例中，各中空管状结构的直径为10nm至100μm，且各中空管状结构的高宽比为1:0.5～1:10。

在本实用新型的一个实施例中，各中空管状结构的管壁厚度与直径的比为1:10～1:2。

在本实用新型的一个实施例中，相邻二个纳米结构的间距为纳米结构的直径的0.5～6倍。

在本实用新型的一个实施例中，本实用新型的可变表面吸附力元件还包括供电单元，供电单元电性连接加热层，以提供可调电压对加热层供电。

在本实用新型的一个实施例中，可调电压介于0.5V～3V之间。

在本实用新型的一个实施例中，金属玻璃材料为选自以下材料所构成群组中的至少一种：锆基金属玻璃、钛基金属玻璃、钯基金属玻璃、铁基金属玻璃、铜基金属玻璃、镍基金属玻璃、铝基金属玻璃、钨基金属玻璃及镁基金属玻璃。

本实用新型的另一个目的在于提供一种前述可变表面吸附力元件的制造方法，包括以下步骤：提供基材；在基材上形成加热层；在加热层上形成缓冲层；在缓冲层上形成光阻层，其中光阻层具有镂空结构阵列，镂空结构阵列包括自光阻层的一侧贯穿至缓冲层的多个镂空结构；在光阻层上溅镀金属玻璃材料，且金属玻璃材料沉积于各镂空结构的侧壁及通过镂空结构外露的缓冲层上；移除光阻层并使得金属玻璃材料形成纳米结构阵列，其中纳米结构阵列包括多个纳米结构，各纳米结构彼此间隔排列而形成有序阵列，且通过纳米结构阵列可形成多个气体容纳空间。

在本实用新型的一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：设置电性连接加热层的供电单元，其中供电单元提供可调电压对加热层供电。

附图说明

图1为本实用新型的可变表面吸附力元件的结构示意图。