«Трехмерный микромир дает огромные преимущества», — говорит Легрен. «Помимо электроники, мы также можем миниатюризировать трехмерные механические объекты из макромира».Оригами на крошечном уровнеТехника, которую Легрен описывает в своей докторской диссертации, может стать основой для новой техники трехмерного производства, которая позволяет избежать ограничений, присущих современной двумерной микротехнологии. Один из самых элегантных способов создания трехмерных структур — это складывание.
Образцом этой техники является оригами, японское искусство складывания, которое он подробно изучил. В своей докторской диссертации он показывает, что оригами можно применять на всех уровнях: от солнечных батарей и роботов до настоящего времени, поэтому специальное приложение Оригами диаметром 200 микрон (0,2 миллиметра), размером с крупицу соли. .«Конечно, мы не можем сложить пальцами в микромасштабе, и здесь нужны хитрости», — говорит Легрен. «Я использую поверхностное натяжение жидкостей, чтобы складывать микроструктуры. Мы делаем это путем испарения маленьких капель воды.
Капли наносятся на гибкие конструкции, которые, следовательно, складываются. Если мы спроектируем это правильно, структура останется свернутой после испарения, потому что части остаются склеенными.
И тогда вы создали трехмерную структуру ".Следующий шаг: массовое производствоЛегрен описывает в своей докторской диссертации, что самый простой метод нанесения мелких капель — с помощью шприца. «Однако этот метод менее подходит для массового производства.
Поэтому мы исследовали, можно ли протолкнуть каплю через небольшой канал на обратной стороне структуры, которую нужно сложить. Это было успешным, хотя крупномасштабное складывание тысяч строений в то же время еще далеко.
При складывании трехмерных структур мы должны избегать складывания их полностью плоскими. Этого легко добиться путем тщательного выбора порядка складывания или с помощью специальных приемов ".Электрические соединения
В своей докторской диссертации Легрен показывает различные примеры последней техники. «Сложенные механические конструкции интересны, но имеют ограниченное применение. Поэтому мы исследовали, можем ли мы выполнить электрические соединения с подвижными частями. Это возможно, если соединения хорошо спроектированы.
Для массового производства важно, чтобы тысячи конструкций могли можно складывать одновременно. Погрузив контейнер с тысячами лент в воду и дав ему высохнуть, можно было сложить их за один раз.
Мы считаем, что таким же образом можно складывать и более сложные конструкции, но это все еще требует подробных последующих исследований. Однако перспективы многообещающие ».
