机械工程学报

作者：刘光, 郭雨润, 张力文, 张德远, 陈华伟

单位：北京航空航天大学机械工程及自动化学院 北京 100191

关键词：仿生功能表面,强湿摩擦,超湿滑防粘,精准医疗器械,可穿戴传感,医用电凝钩；

基金：国家重点研发计划（2019YFB1309702）和国家自然科学基金（51935001，51725501，51905022）资助项目。

随着生活水平的日益提高，人民对医疗健康关注和需求逐渐增大，精准医疗已成为全球关注热点。精准医疗器械仪器形式多样，包括微创手术器械、可穿戴传感等，几乎都会与人体组织、细胞和生理液等接触形成复杂的生/机接触界面。由于医疗器械种类、应用环境、接触模式等变化大，生/机接触表界面功能需求呈现多样化趋势，例如电刀/电凝钩的防粘、可穿戴传感界面的防湿滑等。针对不同生/机界面最常见湿表面防滑增摩和高温下防粘功能需求，本研究选取自然界湿环境生物树蛙（强湿爬附）和猪笼草（口缘超湿润滑），提取其优势功能表面的材质特性和微纳结构特征，揭示表面结构材质耦合作用的界面液膜调控规律，建立强湿摩擦和超湿润滑机制。结合自组装、微结构转印腐蚀等微纳结构制备工艺，完成仿生强湿摩擦表面和超湿润滑表面的设计与制备。最终，将仿生表面应用于精准医疗器械，仿生可穿戴传感器的湿防滑效果提升约5倍和仿生手术电刀的组织粘附量降低约55%，完成了仿生精准医疗器械可行性验证。

来源：2021年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

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