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代替人工來(lái)進(jìn)行物體搬運，我們通常會(huì )想到機械臂，它們的抓手可以輕松拿起我們想要移動(dòng)的物體，并快速而準確地放在應在的位置上。在制作業(yè)向智能化轉變的當下，這種技術(shù)應用已經(jīng)司空見(jiàn)慣，不過(guò)抓手并不一定都是機械裝置，有記憶的塑料也可以當好搬運工。

　　日前浙江大學(xué)航空航天學(xué)院的宋吉舟教授帶領(lǐng)的團隊提出了一種新的抓手概念，他們稱(chēng)其為“萬(wàn)能抓手”，可以把目標物體“鎖”在體內，輕松地抓放1微米到1米大小多種形狀的物體。不過(guò)，雖然號稱(chēng)是萬(wàn)能，但這抓手的組成結構并不復雜，其載體僅僅是一塊名為“智能塑料”的形狀記憶聚合物材料。

　　形狀記憶聚合物是一類(lèi)新型的功能高分子材料，屬于高分子材料研究、開(kāi)發(fā)、應用的一個(gè)新的分支，可兼具塑料與橡膠的特點(diǎn)。目前，形狀記憶聚合物已經(jīng)有了頗為廣泛的應用，如智能織物、電子包裝管的熱收縮膜、航空器太陽(yáng)能翻版展開(kāi)結構、智能醫藥器件等。

　　這種材料的神奇之處在于，通過(guò)光、熱等外部刺激可以控制該聚合物的性狀，能夠在軟硬之間變換。當其受到一定的外力作用時(shí)，它可以保持當下的變形程度，再通過(guò)改變外部刺激條件令其復原，以此實(shí)現對物體的抓取和放置。

　　而該項研究正是基于此現象，科研人員在形狀記憶聚合物柔軟的狀態(tài)下，將物體或物體表面結構嵌入其中，再通過(guò)轉換刺激條件，令聚合物轉化為剛硬狀態(tài)，保持嵌入狀態(tài)的臨時(shí)形狀，從而實(shí)現將物體抓取，然后在完成轉移工作之后，通過(guò)再一次施加外部刺激，將聚合物恢復到初始狀態(tài)，釋放抓取的物體，這樣就完成了一次搬運。在這過(guò)程中，作為“抓手”的聚合物可以通過(guò)任意改變形態(tài)來(lái)實(shí)現對不同物體的抓取，堪稱(chēng)“萬(wàn)能鎖”。

　　宋吉舟教授介紹說(shuō)，這把“萬(wàn)能鎖”可以在典型的三維結構物體上產(chǎn)生很大的抓力，包括球體、方塊、管狀物體、螺栓、螺母、棗核、鑰匙串等；不僅如此，它還能粘附在物體表面，像壁虎一樣，不論物體表面光滑還是粗糙。

　　這種新的搬運方式也引起了科學(xué)家對于探索其應用領(lǐng)域的興趣，他們將物體的尺寸縮小到微觀(guān)尺度來(lái)觀(guān)察抓手的搬運效果，而在該條件下，物體受到的表面力，特別是與抓手的粘附作用強，為物體的釋放帶來(lái)更大的挑戰。

　　科學(xué)家的應對之策是，通過(guò)對聚合物表面鍍上一層特殊材料或增加接觸表面的粗糙程度，減弱聚合物表面粘附力，僅將物體或物體表面結構鎖在其內部。這樣一來(lái)，在不依賴(lài)于粘附力的情況下，不僅實(shí)現對微小的部件的準確搬運操作，也可以很好地解決粘附力在物體釋放時(shí)帶來(lái)的困擾，即使是75微米大小的不規則鐵顆?；蛘呤侵睆?0微米的二氧化硅球，也能順利從該抓手上得到釋放。

　　宋吉舟教授表示，在柔性電子制備中，微觀(guān)元器件的快速組裝工序十分重要，即把制備基底上數以萬(wàn)計甚至更多的微納元器件轉移到柔性的使用基底上。目前常用的方法是通過(guò)粘附作用來(lái)實(shí)現對這些元器件的一次性抓取，但是釋放的時(shí)候粘附也同時(shí)變成了限制因素。而在“萬(wàn)能抓手”的場(chǎng)景之下，微觀(guān)元器件的轉移可以擺脫粘附作用，這一研究也為柔性電子的制備提供了一種新思路，對于推進(jìn)柔性電子的工業(yè)化進(jìn)程有很大幫助。