仿生潤滑技術
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-19
仿生潤滑技術的實例教程
新技術將神經探針壽命提升四倍以上：基于食肉植物豬籠草光滑葉子的靈感，研究團隊開發了一種形成抗生物污垢涂層的方法。通常設備植入人體時會產生摩擦，而該技術可在植入設備表面形成薄而均勻的潤滑油涂層，并通過減少設備與組織之間的摩擦來使組織損傷最小化。
此外，涂層裝置表現出抗生物粘附特性，即防止由免疫排斥反應激活的免疫細胞粘附到裝置表面。
不過，當時并沒有研究數據表明該涂層可以應用于電子設備而不影響它們的信號記錄性能以及它如何在體內相互作用。
為了驗證該涂層技術的臨床可能性，研究團隊開發了一種帶有32個電極的潤滑劑涂層神經探針，用于測量大腦信號。最終，對腦組織的觀察證實，該技術能夠有效降低人體免疫反應，且植入過程中通常發生的組織損傷被最小化。
圖 | 與裸探針相比，涂層探針的免疫反應降至最低的機制示意圖（來源：Advanced Science）
實驗過程中，該團隊將探針涂層后植入嚙齒動物的大腦中，發現超過90%的電極可以觀察到腦信號，而且信號數量是未涂層神經探針獲得的信號數量的兩倍。
此外，由于免疫細胞粘附在探針表面，未涂層探針的信號幅度會隨著時間的推移而降低。相比之下，涂層探針表現出良好的抗生物粘附特性，可以穩定地測量大腦信號，神經探針的使用壽命也從8周延長至16周。
“這種涂層探針顯示出了近乎無摩擦和抗生物污染的特性，能夠最大限度地提高其在體內的電極性能，不僅可以應用于大腦，還可以應用于身體的其他部位。
展開 軟質凝膠態（左）和硬質玻璃態（右）下界面接觸力學行為
通過對滑動界面原位加熱和冷卻，可以實現摩擦系數的動態可逆調控，且這種可切換的潤滑行為在寬載荷范圍內始終是有效的；特別是，研究人員發現隨著法向載荷的增大，這種典型的潤滑調控行為更加的明顯，界面最大接觸應力甚至可達~7 MPa。理論模擬結果表明這種顯著的潤滑轉變行為主要歸因于以模量動態演變為主的自適應接觸機制，可通過結合接觸態演化、非變形耗散和分子鏈機械俘獲3大機制得到很好解釋。作為這種智能材料的概念驗證，研究人員開發了智能型水凝膠子 彈進行固體穿刺測試，沖擊試驗結果表明相變硬化的水凝膠子 彈（同軟態凝膠子 彈對比）其穿透力更強，這得益于低摩擦狀態下界面較小的運動阻力。最終，研究人員通過結合界面濕黏附化學發展了一種智能潤滑貼片，并通過程序化機械手臂精確測量了這種智能貼片表面摩擦狀態的轉變信號；成功將該貼片組裝于運動模型裝備（如坦克履帶、潛水艇）表面，實現了基于界面潤滑轉變行為的運動行為智能控制。
圖2. MALH智能潤滑材料的仿生學設計過程
圖3. MALH智能潤滑材料的制備過程和界面潤滑調控機制
圖4. MALH智能潤滑材料力學的熱致調控
圖5. MALH智能潤滑材料的響應性潤滑調控行為
圖6. MALH智能子 彈的穿刺行為
圖7.
展開 從技術的角度，它是仿生生物學，物理學和計算機技術的集合。該領域正創造出許多激動人心，富有創造力的科技成果，例如新型材料與新制造技術，它們能高效地制造出更為耐用的產品。
研究人員正密切關注生物融合領域，希望為解決科學問題尋找更加高效，多樣和獨創的方式。到2030年，全球人口預計將增至85億，其中10億人將晉身中產階段，對資源的需求愈發強烈。這些需求都與一個問題緊密相連——可持續發展。對可持續發展的擔憂迫使科學家要盡快尋找到新時代能源利用，資源消耗以及制品生產等問題的方法。以下我們將介紹利用生物融合改造世界的例子。
仿生制造工藝
未來，資源消耗或許將趕不上需求增長的速度，因此新的生產工藝，材料的理化特性，采用的科學原理，將是我們關注的重點。新的工藝鼓勵利用定制化，甚至個人化的材料制造不盡相同的產品。好比利用樹木的纖維素制成一根新的樹枝，樹枝因此獲得了柔韌性。顯然，它和同一棵樹上的其它樹枝不同。盡管來源都是同一棵樹，但根據不同的取材位置，它們的機械強度也會有所差異。
在未來，只需對材料“做加法”，進行修飾，就能控制生產流程，減少污染物的排放。不必額外取材，移花接木，更不必刪繁就簡，我們就可以為材料賦予所需的性質。
仿生材料學
仿生材料是一類模仿生物與天然材料的結構，性質與功能的合成材料。例如能模擬光合作用，吸收光能的光學材料；模擬貝母結構的復合物；以及模仿水母運動的機器人。隨著3D打印技術的興起，科學家通過大自然獲取靈感對新材料進行設計，從而取代已有材料，開發新的制造工藝。
美國國家學術出版社一篇名為《滿足21世紀國防需求而進行的材料研究》的文章曾說到，“生物有機體內大量的小分子，微結構與次級系統都具有令人矚目的材料特性，而這些都是現今非生物合成工藝所無法制造的。因此，有機體內各級層次以及天然合成路線都能作為制造增強合成材料的基礎。”
展開 隨著醫療技術的不斷進步，高精準、小創傷已逐漸成為微創手術發展的基本要求。組織切割、止血一般采用載能手術器械如電刀、電凝鉤等來完成。組織切割、止血主要通過電刀刀尖形成高溫、熱能和放電，使接觸的組織快速脫水、凝固，組織與器械表面直接接觸，極易發生組織高溫灼傷、器械表面組織結痂粘連等。組織粘刀常常會造成溫度不均勻，引起組織創傷、撕裂出血、燙傷，導致手術事故，造成并發癥、后遺癥。因此，載能微創手術器械表面組織粘連問題是微創手術器械發展所面臨的關鍵技術難題。
國內外解決組織粘刀做了大量嘗試研究，主要有兩種途徑，一種是采用低表面能合金涂層或聚合物涂層，另一種是在表面上設計加工出微納結構等。但兩種途徑均存在一些不足，防粘效果尚未達到微創手術的技術要求，如合金涂層可靠性差易剝落，且僅依靠涂層防粘能力有限；聚合物涂層高溫易分解會釋放有害物質；器械表面微納結構防粘能力有限，且強度不足易破壞失效。因此，為解決載能電刀粘刀，迫切需要探索新的防粘措施。
自然界動植物經數億萬年優勝劣汰，在適應多樣生存環境過程中逐漸進化形成了許多特異結構和優異表面功能機制，為仿生設計超滑防粘表面提供豐富樣本庫，如豬籠草口緣超濕滑防粘現象等。北京航空航天大學的劉光、張鵬飛、陳華偉以及吉林大學的韓志武、北京航空航天大學的張德遠在《載能電刀仿生防粘表面技術》一文中，通過揭示豬籠草表面防粘的原理、機制，并將其應用到載能手術器械中，提出載能手術刀仿生設計新理論，探索建立仿生防粘表面制備技術體系，為解決載能手術器械軟組織防粘提供新思路。
來源：機械工程學報
展開 整個鍛造生產中，鍛造潤滑劑成本僅2%左右，但是對整個鍛造起著決定性作用。適量適宜的潤滑劑，可提高產品質量、延長模具壽命、節約能源，產生良好的經濟、社會效益。
鍛造模具潤滑劑的種類
水基石墨潤滑劑
水基石墨潤滑劑是目前世界上應用較為廣泛的鍛造潤滑劑。水基石墨潤滑劑由粘合劑、潤濕劑、粘附劑、摩擦調整劑、表面活性劑組成。
水基石墨潤滑劑的石墨有天然石墨、非晶質石墨、合成石墨、膠狀體石墨等。天然石墨最好、合成石墨次之，非晶質石墨常被用于加工低成本的潤滑劑，膠狀體石墨廣泛使用于有自動循環系統的鍛造車間，并且最近成本不斷降低，為眾多鍛造企業提供了更多有吸引力的選擇。
水基合成潤滑劑
水基合成潤滑劑使用非石墨產品替代了石墨產品，是對操作現場環境要求較高的鍛造企業的推薦產品。
水基合成潤滑劑又分為含油和水及僅含油兩類。含油的溶液/各種化合物均勻分布在水中；而含水和油的則是乳化油、蠟水。
油基潤滑劑
油基潤滑產品在某些特定領域也有一定的使用需求，如復雜的鋼質發動機氣門、航空有色金屬及汽車輪轂等鍛件。
隨著油基產品的不斷發展，新型油基鍛造潤滑劑技術大量使用了過去不曾使用的添加劑。現如今對先進材料添加抗磨損添加劑、摩擦修復劑、研磨石墨以及含有高分子聚合物的添加劑等，大大提升了油基鍛造潤滑劑產品的性能。這種潤滑劑可以在工藝過程中使用更少的潤滑劑達到相同的效果。并且使鍛造現場的環境與安全問題也得到大幅度改善。
整個鍛造生產的成本中，模具費用是鍛件成本的主要組成部分，一般占生產成本10%～25%，因此提高模具壽命可減少鍛件生產成本中的模具成本。生產過程中，噴淋潤滑環節是延長鍛造模具壽命的重要組成部分。鍛造生產中，鍛造潤滑劑成本僅占2%左右，但是對鍛造模具壽命起著決定性作用。
展開 
仿生潤滑技術的相關專題、標簽、搜索
仿生潤滑技術的最新內容
近日，小鵬發布的人形機器人IRON。其高度擬人化的外觀設計，流暢的“貓步”姿態，一直備受全網討論。據介紹，IRON 擁有全新的「類人骨骼結構」、仿生肌肉系統以及「全覆蓋柔性皮膚」，機械感大幅降低，觀感更接近真實的人類。
關鍵技術解析
1、“大腦”
小鵬IRON：全棧自研的“擬腦”架構
核心技術：其核心是基于3顆自研圖靈AI芯片的中央計算單元，算力高達2250 TOPS。在此基礎上
據簡單飛行網站（SimpleFlying）9月10日報道稱，通用電氣集團（GE）航空航天研究所與紐約賓漢姆頓大學合作，研發出了一款仿生檢修機器人Sensiworm，能進入發動機內部結構中，探查潛在的安全隱患。
報道稱，這一技術為提升飛機檢測效率，縮短飛機運行成本提供了新的可能。
GE航空發動機
鐵蛋是一個四足機器人，全身配有11個高精度傳感器，可以感知圖像、光線、距離、速度、聲音等環境信息。搭載NVIDIA JETSON XAVIER NX平臺，內置384個CUDA Cores、48個Tensor Cores、6個Carmel ARM CPU和兩個深度學習加速引擎，可處理來自多個傳感器的海量數據。
現在全球各大公司都在加大投入研究機器人，通過高性能計算HPC
軟物質濕滑材料在受力剪切條件下通常會發生嚴重的彈性變形，這不僅對滑動界面實現低摩擦狀態不利，而且會引起材料力學疲勞甚至結構破壞，加速磨損的產生。在確保界面高度水化的條件下，如何抵制軟物質材料的彈性變形，實現潤滑、承載和抗磨的統一，對于認識界面接觸力學與潤滑行為的科學關系以及開發仿生智能軟體機器人具有重要意義。
開放群：566811107（資料多，不僅限交流）
群一：836281296
群二：594368389
群三：1080606488
群四： 678357196
我的qq： 209870384有興趣的可以加我，交流模型。
人體植入式醫療器械已經走進人們的生活，如深部腦刺激器、心臟起搏器、植入式胰島素泵等，對幫助人類身體功能恢復起到巨大作用，但隨之而來的卻是器械壽命短暫
每個生產廠家都離不開技術人員，你聽說過潤滑技術員嗎？今天就來帶你了解下五金沖壓件加工廠的潤滑技術員的職責。潤滑技術員的工作內容如下：
1.組織廠設備潤滑管理工作，擬定各項管理制度及有關人員的職責范圍，經領導批準公布并貫徹執行；
2.制定每臺設備潤滑材料和擦拭材料消耗定額。根據設備開動計劃，提出全年、季度、月份的需用申請計劃交供銷部門及時采購；
3.會同廠有關試驗部門對油品質量進行試驗提出解決措施
整個鍛造生產中，鍛造潤滑劑成本僅2%左右，但是對整個鍛造起著決定性作用。適量適宜的潤滑劑，可提高產品質量、延長模具壽命、節約能源，產生良好的經濟、社會效益。
鍛造模具潤滑劑的種類
水基石墨潤滑劑
水基石墨潤滑劑是目前世界上應用較為廣泛的鍛造潤滑劑。水基石墨潤滑劑由粘合劑、潤濕劑、粘附劑、摩擦調整劑、表面活性劑組成。
水基石墨潤滑劑的石墨有天然石墨、非晶質石墨、合成石墨、膠狀體石墨等
微創手術是外科手術的一次變革，相對傳統外科手術具有創傷小、出血少、疼痛輕、恢復快等優勢。隨著醫療技術的不斷進步，高精準、小創傷已逐漸成為微創手術發展的基本要求。組織切割、止血一般采用載能手術器械如電刀、電凝鉤等來完成。組織切割、止血主要通過電刀刀尖形成高溫、熱能和放電，使接觸的組織快速脫水、凝固，組織與器械表面直接接觸，極易發生組織高溫灼傷、器械表面組織結痂粘連等。組織粘刀常常會造成溫度不均勻，引起組織創傷
不久前，美國明尼蘇達大學Michael McAlpine研究團隊在《先進材料》(Advanced Materials)期刊上發表了新的研究成果-3D打印仿生眼。研究團隊通過一種復合材料3D打印機以及導電的油墨材料，在玻璃半球的自由曲面上制造出圖像傳感陣列。
本期，3D科學谷就與谷友一起來了解明尼蘇達大學團隊在制造3D打印仿生眼時所使用的3D打印技術。
電子技術與生物學相融合
大自然經過45億年的演變與發展，獨創出一套生命法則。例如高大的紅杉樹，可以抵抗重力作用將水分營養，輸送至100米高的樹頂。大自然便是如此發展出許多著名的規律法則，生命遵循各自的自然法則，適應，繁衍。
多年以來，研究人員持之以恒地通過研究大自然，以實現創新。比如一名瑞士科學家，有一次在阿爾卑斯山遠足時，發現針尾草牢牢粘在他的衣物和寵物狗身上，后來他用了十年時間研究出了魔術貼，向世界證明：堅持向大自然探索
