[发明专利]一种基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法

权利要求书

1.一种基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法，其特征在于，该异质集成方法包括以下步骤：

(1)将磁膜进行预固化后放置在磁化磁场中以对所述磁膜中的铁磁微颗粒进行重新排列，得到具有特定磁畴方向的磁化磁膜；接着将磁膜进行加热完全固化；或者省略预固化步骤而直接将磁膜进行完全固化后充磁磁化；

(2)将磁膜转移至供体基底上，并使用激光将磁膜切割成图案化的磁矢量单元及剩余部，同时采用激光对剩余部进行表面烧蚀以选择性改变剩余部的表面粘性，由此磁矢量单元及剩余部的表面粘性形成差异化；

(3)采用粘性印章将磁矢量单元或异质功能单元转印至可溶的粘性受体基底上，并将各个磁矢量单元间进行胶接后置于水中溶解，由此得到具有一定形状的二维/三维磁畴和功能的软体磁性机器人。

2.如权利要求1所述的基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法，其特征在于：步骤(1)之前包括以下步骤：将NdFeB铁磁微颗粒与聚二甲基硅氧烷预聚物和交联剂充分混合后在抽真空条件下除去气泡，接着利用刮刀在成型基底上将得到的混合物刮成膜状以形成均匀的所述磁膜。

3.如权利要求1所述的基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法，其特征在于：将磁膜放在60℃～85℃加热台上加热2～4分钟进行预固化，再将磁膜放在匀强的磁化磁场中对铁磁微粒子进行重新排列，得到具有预定磁畴方向的磁化磁膜，并将磁膜放在60℃～85℃烘箱中加热30～50分钟完全固化；或者省略预固化步骤而直接进行完全固化，并将完全固化的的磁膜放在3T的脉冲磁场下进行充磁磁化。

4.如权利要求3所述的基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法，其特征在于：预固化时所采用的磁化磁场的磁通为2500Gs，完全固化时所采用的充磁磁场为3T；所述激光为紫外激光光束，表面烧蚀时所采用激光的脉冲频率为80kHz，脉冲宽度为0.1us，工作电流为33.5A，激光扫描速度为100mm/s～2200mm/s，扫描间距为0.04mm～0.16mm。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法，其特征在于：剩余部和供体基底表面的能量释放率大于剩余部和粘性印章表面的能量释放率，而磁矢量单元和供体基底表面的能量释放率小于磁矢量单元与粘性印章表面之间的能量释放率。

6.如权利要求1-4任一项所述的基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法，其特征在于：粘性受体基底为水溶性的平面粘性基底或者聚乙烯醇三维基底。

7.如权利要求1-4任一项所述的基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法，其特征在于：所述异质功能单元包括能源捕获、存储和管理单元、传感单元、驱动单元、计算和通讯单元中的任一个替换。

8.如权利要求1-4任一项所述的基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法，其特征在于：磁膜的磁化方向、激光切割的图案类型、可溶的粘性受体基底形状、转印过程中单元的排布方式以及约束决定了最终的软体磁机器人的构型，异质的不同功能单元的集成决定了软体磁机器人的最终配置和功能性。

9.如权利要求1所述的基于粘性转印的软体机器人的异质集成方法，其特征在于：将磁膜放在75℃加热台上加热3分钟以进行预固化来降低其流动性，再放在由磁化强磁铁对产生的匀强的磁化磁场中以对NdFeB铁磁微粒子进行重新排列，得到具有预定磁畴方向的磁化磁膜；或者省略预固化步骤而直接进行完全固化，并将完全固化的磁膜放在3T的脉冲磁场下进行充磁磁化。