美國科學家成功研製出一種叫做「鐵磁紙」的納米等級材料

 

    據美國科學日報報道，日前，美國普渡大學的研究人員成功研製一種磁性「鐵磁紙」，它可用於製造手術儀器中的低成本「微型發動機」，研究細胞的微型鑷子，微型機器人以及小型揚聲器等。

    這種特殊材料是採用礦物油和氧化鐵「磁納米微粒」浸透在普通紙張或者報紙上形成的，然後這種帶有納米微粒的紙張可在磁場中應用。電子計算機工程兼生物醫學工程師教授芭芭克－齊伊（Babak Ziaie）說：「紙張是一種多孔基體，因此我們可以在紙張上承載一些特殊的物質，使其具備獨特的功能。」

    該新材料以低成本方式製造小型立體揚聲器，微型機器人或者具有多種用途的發動機，其中包括控制細胞的鑷子和最低程度侵入手術的柔韌性機械手指。齊伊說：「由於鐵磁紙非常柔軟，並不會對人體細胞或者組織構成損害，而且製造起來非常便宜。你可以剪裁一小塊，用於製造微型發動機。」

    一旦普通紙張上浸入「鐵磁流體」混合物，紙張就覆蓋著一層生物塑膠薄膜，它具有一定程度的抗水性，避免液體蒸發，並能顯著提高強度、硬度和彈性等機械性能。這項新材料的詳細資料將於1月24日至28日在香港召開的第23屆微電子機械系統IEEE國際會議上公佈。

    由於這項技術成本並不昂貴，不需要特殊的實驗室製造，它可普遍地應用於大學和高校製造微型機器人和其他工程科學器件。這種納米等級磁性微粒可從商業途徑獲得，磁性微粒的直徑僅有10納米，相當於人體頭髮的萬分之一。鐵磁納米微粒中含有鐵原子。

    齊伊說：「或許你未曾使用過納粒微粒，但是它們要比其他較大的微粒更容易使用，而且價格更便宜，納米微粒的價格也非常低廉。」

    研究人員使用一種叫做磁場排放掃瞄電子顯微儀研究納米微粒如何灌注在某些紙張中，齊伊說：「所有類型的紙張都可以使用，但是新聞報紙和柔軟的紙張特別適合，這是由於它們具有很好的多孔性。」

    研究人員現使用該材料製造小型懸臂致動器，這種結構非常類似於潛水艇，可在磁場中通過震動實現移動。齊伊說：「懸臂致動器非常普通，它們通常是由硅材料製成，而硅材料價格較高，要求在特殊的清潔室內製造完成。因此使用價格低廉的『鐵磁紙』是非常好的選擇，它要比當前使用的硅材料價格便宜100倍。」

    目前，研究人員還將鐵磁紙製造成折紙，從而研究更為複雜的設計。