B安道 PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 二月 2022
项目标题 ELFIN – ELectroactive gripper For mIcro-object maNipulation
CODICE CUP D53D23004030006
预算：€ 85.151
研究单位负责人：Nicola Menga 教授 - Poliba
其他研究单位：Michele Scaraggi 教授 - UniSalento
项目简要说明
ELFIN 项目——ELectroactive gripper For mIcro-object maNipulation，旨在开发用于受控操纵微小物体的新型电活性表面和柔性微夹持器。该研究结合了理论建模、多尺度接触力学、微纳制造，以及对功能化表面的实验验证；这些表面能够通过电黏附调节黏附力和摩擦力。项目的参考应用场景是对微粒进行受控抓取与释放，尤其关注花粉颗粒。这类颗粒具有复杂的多尺度表面形貌。因此，本项目旨在为智能摩擦学界面提供科学与技术基础，并展望将其应用于微操纵、人工授粉、精密微装配、生物医学应用和软体微机器人技术。
目的
本项目的总体目标是建立智能表面的科学与技术设计准则，使其能够实时控制界面处的黏附和摩擦学性能。具体而言，ELFIN 旨在克服传统微操纵技术的局限性；在传统技术中，表面力使微小物体的拾取和受控释放均变得复杂。为此，项目结合电活性表面、柔性材料、微纳结构化架构以及先进的接触力学模型，旨在通过电驱动调节黏附功。此外，项目还具有与花粉颗粒操纵相关的应用目标，有望促进人工授粉技术的发展，并更广泛地推动精密微操纵器件的研发。
预期成果
预期成果包括确定器件的功能规格和性能指标，开发用于描述粗糙表面与微粒之间多尺度黏附接触的理论—数值模型，优化电极架构和微夹持器几何形状，制造具有平面和层级结构的电黏附表面，并对其进行功能和摩擦学表征。项目还计划制作实验演示器，并比较模型预测的性能与实测性能。最后，计划通过科学出版物、项目网站、专门的传播渠道、参加会议以及面向科学界、利益相关者和公众开展传播活动来 disseminate 研究成果。
已取得的成果
项目实现了预定的主要目标，从概念定义推进到科学和技术成果的实现与验证。项目开发了用于描述电黏附接触以及颗粒抓取与释放动力学的理论—数值模型，优化了微夹持器的几何和功能配置，并制造了具有平面和层级结构的电黏附表面。在科学方面，ELFIN 加深了对柔性聚合物界面接触力学的理解，特别关注电黏附、摩擦、黏弹性、粗糙度和微焊盘厚度的综合作用。在技术方面，项目形成了电黏附架构、预测模型、微夹持器几何结构、制造完成的表面以及概念验证演示器。此外，项目还通过在国际期刊发表论文、参加会议、运营项目网站和社交媒体渠道，以及开展公众参与活动，进行了科学传播和公众传播。
