基于超声驱动的微尺度智能作动技术

活动信息

  • 开始时间：2021-06-17 15:00
  • 活动地点：海映楼（原生物楼）412
  • 主讲人：芦小龙

活动简介

伴随空间生命科学研究的不断深入，以生物活细胞等微纳颗粒为作动对象的精密微操控技术在面向未来的载人航天基础研究以及空间环境下的生物医学研究中发挥着日益重要的作用，是研制空间生命科学仪器装置必须突破的关键核心技术之一。针对这一前沿技术领域，报告人将压电作动机理进行拓展，从超声振动与声流场的耦合作用机理入手，依据摄动理论建立了人工微结构周围声流场的计算模型，并提出了基于人工微结构的精密声操控平台的设计方法。利用不同类型人工微结构，在超声激励下形成了多样化的局部增强型声流场，可实现微纳颗粒的快速捕获和长距离精准输运。所提出的声流场局部精准操控技术具有可控性强，生物兼容性高，精准度高，兼容性好等特点，可实现与传统微流控平台的快速集成。此外，报告人进一步开展了能够快速响应超声激励的微纳超声机器人的基础研究。以管状微纳结构为微纳超声机器人的基本构型，研究管内和端部不同位置的气泡共振所形成的声流场对微管的推进模式。理论和试验结果表明，新型微纳超声机器人将传统微纳机器人的运动速度提升了一个数量级，并且具有制备简单，易于集群控制的特点。经过表面功能化修饰的微纳超声机器人可用于选择性捕获生物微颗粒，以主动富集的方式实现低浓度目标物的超灵敏检测，为研制高性能航天员健康监测微系统提供了新的手段。

主讲人介绍

芦小龙，南京航空航天大学副教授。2014年博士毕业于南京航空航天大学，师从中科院院士赵淳生教授和长江学者胡俊辉教授。美国国加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)访问学者，德国马克斯普朗克智能系统研究所博士后，入选南京航空航天大学首届“长空学者”人才计划(长空之星)，德国洪堡奖学金(Alexander Von Humboldt Fellowship)获得者。机械结构力学及控制国家重点实验室固定科研人员，中国声学学会会员，中国航空学会会员，中国力学学会会员，《振动、测试与诊断》编委会委员。担任《Advanced Functional Materials》《Mechanical Systems and Signal Processing》、《IEEE Transactions on Industrial Electronics》、《振动、测试与诊断》等SCI/EI收录期刊审稿人。长期致力于微尺度智能压电作动机理及其应用的研究，在航空飞行器冷加工成形和空间生命科学研究中的应用前景广阔。主持/参与国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目十余项，已发表SCI期刊论文30余篇（1区TOP期刊7篇，最高影响因子16.836），EI期刊/会议论文10篇，申请发明专利16项(授权12项)，在美国、德国、日本、新加坡、北京等国际/国内会议上做口头报告15次(特邀报告2次)。