以蛇蜕皮为灵感研发出软体藤蔓机器人，可用于医疗检测等场景(2)

图 | 软脱模技术的概念图（来源：Nature Communications volume）
目前，研究者们使用的主要是使用软光刻技术（soft lithography），通过液态的硅胶材料复刻模具上的微槽结构，再封上一层硅胶层来形成通道结构。
但是，软光刻的加工需要洁净间、工艺复杂，而且只适用于制备二维方形通道，很难实现不同截面的、三维复杂结构的微通道。
因此，近年来，领域内新兴了不同的微通道加工工艺，主要分成以下三类：溶解模板法、基体溶胀法、和直接 3D 打印法。
但是，这三种方法均不完美。具体来说：
溶解模板法比较耗时，而且只适用于特定材料，比如丙酮只能溶解丙烯腈丁二烯苯乙烯；
基体溶胀法需要化学试剂的参与，比如用丙酮溶胀聚二甲基硅氧烷（PDMS，polydimethylsiloxane），由于会有化学试剂残留，因此不适合用于生物医疗领域例如器官芯片等；
直接 3D 打印法虽然可以打印复杂通道，但存在可扩展性差、打印精度不高的问题，而粗糙的表面会增大流体作用的阻力，降低软体驱动器的耐气压能力等，也不能满足现在复杂软体器件的功能需求。
因此，当下亟需一种新型微通道制备工艺，来实现光滑、复杂，高长径比的通道结构的的加工。
被世界顶级期刊看好的方向
在高分子纤维受外力下颈缩的现象启发，该团队创新性地提出了一种简单、快速、无需溶剂参与、并且可以制备复杂高长径比的微型通道的方法——软脱模技术（soft demoulding）。
区别于传统的将硬质模板埋入基体材料再抽出的方法，其将可行变的软质模板引入到了脱模过程中。
在受力情况下，软质模板的截面会变细，进而让软质模板的脱模过程变成一个、对模板形状长度不再敏感的剥离过程，借此极大降低了模板去除过程中所需的外力，适用于在多种软质基体材料，可用于制备复杂的、高长径比的微型通道，并在软体机器人、可穿戴式传感器、器官芯片等领域具备应用潜力。
近日，相关论文以《面向复杂高长径比微通道的自收缩软脱模研究》（Self-shrinking soft demoulding for complex high-aspect-ratio microchannels）为题发表在 Nature Communications 上。王宏强团队的博士研究生范东亮担任第一作者，王宏强、清华-伯克利深圳学院特别研究员秦培武担任共同通讯作者 [1]。