CN110315751B - 基于液气相变材料的可重构微纳结构及制造、操控方法 - Google Patents

Abstract

一种基于液气相变材料的可重构微纳结构及制造、操控方法，可重构微纳结构包括构成微纳结构主体的支撑结构和与之连接的可重构功能关节，可重构功能关节呈胶囊结构，由弹性功能材料包裹液气相变材料构成，支撑结构为微纳尺度的二维或三维复杂结构；制造方法，先编写控制结构化模板或接收平台移动的数控代码；然后将弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料在相应温度下分别装入不同的数控挤出装置内，分别调整弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料的挤出速度，打印出可重构微纳结构；操控方法是将可重构微结构加热或冷却，内部的液气相变材料发生液气相变，通过体积膨胀来驱动可重构功能关节完成指定形变；本发明具有制造精度高、可重复形变等优点。

Description

基于液气相变材料的可重构微纳结构及制造、操控方法

技术领域

本发明属于微纳制造技术领域，具体涉及一种基于液气相变材料的可重构微纳结构及制造、操控方法。

背景技术

可重构微纳结构应用日趋广泛，相对于传统的结构材料和驱动方式，可重构微纳结构具有包括光、电、热、磁驱动功能，形状记忆功能、可编程设计功能等，驱动结构驱动单元尺寸小，其可驱动性、可控精确形变、可多次重复性与可编程设计性赋予了这类材料无限的可能和广阔的应用前景。在航空航天设备的超轻量化、微纳机电系统、生物医疗、组织工程、新材料、新能源、微流控器件、微纳光学器件等领域有着巨大应用前景的三维微纳结构与可重构微纳结构相结合，在提升各自原有领域中的表现之外，更涵盖和扩展出了超材料、轻质可重构微桁架、变形镜、曲面上智能蒙皮等应用领域，应用前景十分广阔。但目前并没有合适的可重构微纳结构的制造方法，现在的各种微纳制造技术无论从技术层面还是生产率、成本、材料等方面还难以满足高质量、高效、低成本、批量化制造可重构微纳结构的工业级应用的需求。因此，驱动效率高、可大尺度形变、控制精确、低成本批量化制造可重构微纳结构(尤其是大面积高精度可重构三维微纳复杂结构)一直被认为是一项国际化难题，也是当前国际上和产业界的研究热点，以及亟待突破的瓶颈问题。而最新提出的功能材料微纳三维复杂结构的结构化模板立体直写制造方法通过结构化模板诱导的方式制造微纳三维复杂结构，存在结构无法驱动或驱动不精确、无法完成复杂形变的问题。

目前常规的微纳结构制造工艺，如，光学光刻、电子束刻蚀、干涉光刻、激光微细加工、软光、纳米压印光刻等微纳制造技术，在可重构结构的制造上，受限于工艺对材料的高度选择性，主要依靠单一功能材料，如，可重构水凝胶、介电弹性材料、形状记忆合金、热双金属片等，存在制造精度低、控制精度差、可编程的复杂程度低、应用范围局限以及无法实现宏微一体化制造等问题。在待加工材料的范围上，主要适应于单一聚合物类或金属类的单一材料，难以实现适应多种功能材料在制造上的相互结合，无法实现功能性和结构性的统一。另外，现有的这些微纳制造方法还面临设备和掩模板(或者模具)昂贵、制造成本高、周期长、加工效率低等问题。

目前微纳结构驱动的研究还非常少，通常根据所使用的材料和结构，选择采用气体驱动、热驱动、电驱动等方式，就驱动效果而言，相比于传统机械的电机驱动和齿轮驱动等，其驱动力小、驱动精度差、可控性差与控制复杂程度低，无法实现或很难实现大尺度的驱动和形变，而且驱动方式过于依赖材料的选择，对环境的适应性差，因此很难真正实现产业化和应用于实际工业生产和制造。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种基于液气相变材料的可重构微纳结构及制造、操控方法，可以极大提高复杂微纳结构制造的精度和分辨率，实现高精度、大尺度的可编程操控形变，更可以实现远程、非接触操控形变，具有制造精度高、形变量大、形变结构可编程设计，形变可恢复、可多次重复形变、模板可多次重复利用、工艺简单、成本低、制造周期短、应用范围广等优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于液气相变材料的可重构微纳结构，包括构成微纳结构主体的支撑结构和与之连接的可重构功能关节，按照需求和设计分布在不同的位置；其中可重构功能关节呈胶囊结构，由弹性功能材料包裹液气相变材料构成，可重构功能关节内腔可以按照实际需求设计为单腔室或多腔室结构，弹性功能材料不进行约束或按照设计和需求进行单一维度或多维度的约束，使其能够在设计所需的维度进行形变和实现驱动功能；液气相变材料按照实际需求选择单一或多种液气相变材料；支撑结构为微纳尺度的二维或三维复杂结构，其在可重构功能关节的驱动下进行旋转、平移、扭转的运动。

一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的制造方法，包括以下步骤：

1)使用电脑建模软件绘制微纳尺度的三维结构或零件实体，根据所需的形变要求，通过软件或人工的方式设计出所需使用的液气相变材料类型、原位嵌入位置与相变材料用量；再根据所需制造的微纳尺度的三维结构或零件实体，以及需要嵌入液气相变材料的位置和尺寸，通过软件或者人工的方式设计结构化模板与接收平台之间相对移动路径和顺序，并编写控制结构化模板或接收平台移动的数控代码；

2)将弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料在相应温度下分别装入不同的数控挤出装置内，分别调整弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料的挤出速度，然后将结构化模板分别与对应的挤出设备相连接，并逐一调整接收平台的位置和各结构化模板的高度，使不同的结构化模板均在接收平台的坐标系中具有固定可知的位置；

3)通过接收平台控制与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板或接收平台按照步骤1)中设计好的移动路径、速度和顺序进行立体空间移动，当弹性功能材料预聚物溶液通过与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板挤出形成微纳尺寸的液态线条时，通过控制弹性功能材料预聚物溶液固化条件的方式来调控微纳弹性功能材料预聚物挤出丝的固化程度，使微纳弹性功能材料预聚物挤出丝与相邻微纳弹性功能材料预聚物挤出丝之间牢固融合；按照数控程序不断调控与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板的立体空间运动和与装有弹性功能材料预聚物溶液的数控挤出装置的挤出速率；

4)当制造进行到需要原位嵌入液气相变材料的位置时，数控代码控制结构化模板的立体空间运动和装有弹性功能材料预聚物溶液的数控挤出装置的挤出速率，在该位置形成一个用于容纳液气相变材料的腔体，并暂停模板运动与弹性功能材料预聚物溶液挤出操作；

5)通过数控代码或人工的方式将与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板切换为与液气相变材料挤出装置连接的结构化模板；

6)通过数控接收平台控制与液气相变材料挤出装置连接的结构化模板或者接受平台按照步骤1)中设计好的移动路径移动到对应的位置，并控制装有液气相变材料的挤出装置的挤出速率，在对应腔体内注入对应类型和对应体积的液气相变材料；

7)当液气相变材料注入完成后，暂停模板运动与材料挤出操作，通过数控代码或人工的方式将与液气相变材料挤出装置连接的结构化模板切换为与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板；

8)重复步骤3)-步骤7)，在接收平台上制造出可重构微纳结构。

所述的步骤1)中的三维结构或零件实体的每一个实际结构的尺寸或分辨率均为100nm-500um。

所述的步骤2)中的弹性功能材料预聚物溶液为可固化的液态功能材料，包括硅橡胶材料、热塑性弹性体材料、尼龙、水凝胶材料，硅橡胶材料为PDMS或Ecoflex，热塑性弹性体材料为热塑性聚氨酯弹性体材料TPU或TPE，水凝胶材料为海藻酸钠水凝胶或聚丙烯酸钠水凝胶，紫外光固化胶为NOA81或卡夫特。

所述的步骤1)中的液气相变材料为常压下、-25℃至150℃范围内为液态，150℃以上为气态的单一液体或混合溶液，包括去离子水、乙醇溶液、多元醇溶液、乙醇水溶液和多元醇水溶液。

所述的步骤2)中的相应温度为所选液气相变材料在常压下呈液态的温度范围内的某一温度。

所述的步骤2)中的结构化模板的有效幅面均为20-50mm；结构化模板的单个微孔的直径为100nm-50um；结构化模板的微孔之间的间距为1-50um。

所述的步骤2)中的结构化模板的微孔分布和微孔的长度均根据所需的弹性功能材料预聚物溶液和液气相变材料的性能、形状的实际要求而进行设计，均匀分布或按照相应的规律分布；同一结构化模板上的微孔具有统一长度，或按照实际需求选择不同的长度。

所述的步骤2)中的结构化模板的微孔包括阵列化微毛细管、微锥形孔、点胶针头。

所述的步骤2)中的弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料的挤出速度均为0.05-10ml/h。

所述的步骤2)中的数控挤出装置为精密注射泵或精密气动泵。

所述的步骤3)中的接收平台为手动精密三维坐标移动台或数控电动精密三维坐标移动台。

所述的步骤6)中的对应体积的液气相变材料的体积为对应腔体体积的10％-90％。

一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的操控方法，包括以下步骤：

首先，将基于液气相变材料的可重构微结构置于某一温度下的加热台或加热箱中，可重构微结构的可重构功能关节内部的液气相变材料发生液气相变，通过体积膨胀来驱动可重构功能关节完成指定形变；其次，将可重构微纳结构置于某一低温下，在该温度下，可重构功能关节内部的液气相变材料由气态恢复为液态，体积缩小，从而实现该可重构微纳结构形态的恢复。

一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的操控方法，包括以下步骤：

首先，在制造的过程中，将具有显著光热效应的材料(如单层或多层石墨烯片、碳纳米管等)添加入液气相变材料中，并完成可重构微纳结构的制造过程；然后根据所需的形变和驱动效果，利用激光照射需要发生形变的驱动可重构功能关节，在激光照射下，添加了有显著光热效应的材料的液气相变材料发生液气相变，通过体积膨胀来驱动驱动可重构功能关节完成指定形变；其次，去掉激光照射，可重构功能关节内部的液气相变材料由气态恢复为液态，体积缩小，从而实现该可重构微纳结构形态的恢复。

本发明具有以下有益效果：

本发明可以有效降低可重构微纳结构的制造难度，具有工艺简单、成本低、驱动精确、形变量大、效率高、适应性强、可行性高、可选材料范围广等优点。通过选择种类繁多的弹性功能材料和调整液气相变材料的成分、用量和组合类别，可以实现多种液气相变材料混合制造，在不同温度或能量下实现预先编程设计的变形，同时可以通过升温降温实现可重构微纳结构的分阶段变形或往复形变。可应用于航空航天领域、生物医疗、组织工程、微纳光学器件、曲面上智能蒙皮、轻质可重构微桁架等领域。

附图说明

图1为实施例1基于液气相变材料的可重构微纳结构的示意图。

图2为实施例1可重构功能关节的垂直剖面示意图。

图3为实施例1可重构功能关节的外部结构示意图，其中图(a)为使用非弹性纤维约束径向形变的结构示意图，图(b)为在可重构功能关节外壁的不同区域使用不同弹性模量的功能材料实现形变调控的示意图。

图4为实施例1可重构功能关节的横剖面图，其中图(a)为单腔室设计的可重构功能关节的示意图，图(b)为多腔室设计的可重构功能关节的示意图。

图5为实施例1计算机建模、制造路径规划和模板诱导制造的流程示意图。

图6为实施例1制造基于液气相变材料的可重构微纳结构试验台的原理示意图。

图7为实施例1使用的结构化模板示意图，其中(a)为阵列的结构化模板示意图，(b)为结构化模板单个喷孔单元的示意图。

图8为实施例1基于液气相变材料的可重构微纳结构的形变原理与操控效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1，参照图1、图2和图3，一种基于液气相变材料的可重构微纳结构包括用于构成微纳结构主体的支撑结构11和与之连接的可重构功能关节12，可重构功能关节12为胶囊结构，包括弹性外壳21和其内部包含的液气相变材料22，弹性外壳21的外部根据需求进行径向形变约束，径向形变约束是均一弹性外壳31的外壁上按照需求布置紧贴壁面的非弹性约束纤维32，或是可重构功能关节12的上下两部分按照需求使用软质弹性外壳33，中部使用硬质弹性外壳34。

所述的支撑结构11的材料是橡胶、硅橡胶(如PDMS、Ecoflex等)、热熔型高分子材料(如ABS树脂或聚乳酸(PLA)等)、热塑性弹性体橡胶(如热塑性聚氨酯弹性体材料TPU等)、水凝胶、光敏树脂、紫外光固化胶等(如NOA81、卡夫特等)，所述的液气相变材料22是水、乙醇、常温下为液态的多元醇及其水溶液等，所述的均一弹性外壳31的材料是橡胶、硅橡胶(如PDMS、Ecoflex等)，所述的非弹性约束纤维32是微纳尺度直径的二氧化硅纤维、聚酰亚胺纤维(PI纤维)、碳纤维、塑料纤维等具有高弹性模量的材料，所述的软质弹性外壳33的材料是弹性模量较小的高分子材料，如橡胶、硅橡胶(如Ecoflex等)，所述的硬质弹性外壳34的材料是弹性模量较大的高分子材料，如橡胶、硅橡胶(如PDMS等)、热塑性聚氨酯弹性体材料(TPU)、光敏树脂、聚乳酸(PLA)材料等。

为实现伸缩、弯曲、扭转等形变要求，所述的可重构功能关节12的内部结构根据需求进行设计制作，参照图2、图3和图4，为实现可重构功能关节12在Z轴方向的伸缩推动功能，其弹性外壳41采用图3(a)中的设计，为实现可重构功能关节12在三维空间中的弯曲，在弹性外壳41的内部根据具体需求设计隔栅42，通过隔栅42将可重构功能关节12的内部分隔成不同尺寸的空间，在不同的分隔空间中加入对应所需的液气相变材料22。所述的隔栅42的材料是橡胶、硅橡胶(如PDMS、Ecoflex等)、光敏树脂、高分子材料(如ABS树脂及其各种复合物)等材料。

在本实施例中，基于液气相变材料的可重构微纳结构的每个实际结构的尺寸或分辨率均为100nm-500um。

参照图5，一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的制造方法，包括以下步骤：

1)使用电脑建模软件绘制微纳尺度的三维结构或零件实体，根据所需的形变要求，通过软件或人工的方式设计出所需使用的液气相变材料类型、原位嵌入位置与相变材料用量；再根据所需制造的微纳尺度的三维结构或零件实体，以及需要嵌入液气相变材料的位置和尺寸，通过软件或者人工的方式设计结构化模板与接收平台之间相对移动的路径和顺序，并编写控制结构化模板或接收平台移动的数控代码；

2)使用硅橡胶Ecoflex 00-50，其中硅橡胶Ecoflex 00-50的A、B液按照1:1的质量比配置弹性功能材料预聚物溶液并进行抽真空处理，液气相变功能材料使用无水乙醇溶液；参照图6与图7，将弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料分别装入不同的数控挤出装置61中，分别调整弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料的挤出速度，并选择相应的结构化模板63，具体是结构化模板复杂阵列71或单一结构化模板72，与挤出装置的联通管道的末端62连接，并固定在X、Y、Z轴精密移动三维平台上，将结构化模板的端部与接收平台64进行对准操作，建立确定的相对位置关系或计算机控制程序可用的空间坐标系；优选的，所述数控挤出装置61为精密注射泵或精密气动泵，所述接收平台64为数控电动精密三维坐标移动台；

3)参照图6，通过控制接收平台64按照设计好的移动路径、速度和顺序进行立体空间移动，当弹性功能材料预聚物溶液通过与数控挤出装置61连接的结构化模板63挤出形成微纳尺寸的液态线条时，通过控制环境温度来调控微纳弹性功能材料预聚物丝的固化程度，使相邻微纳弹性功能材料预聚物丝之间牢固融合；通过不断调控接收平台64的立体空间运动轨迹和数控挤出装置61的挤出速率，即可在三维移动平台上制造出所需的可重构微纳结构的支撑结构11；所述环境温度根据实际情况选择在50℃-80℃之间，数控挤出装置61的挤出速度在0.05～10ml/h，在本实施例中，挤出速度为0.4ml/h；结构化模板63与接收平台64之间移动的相对速度为10～6000um/s，在本实施例中，接收平台64的移动速度选为2mm/s；

4)参照图4、图6，当制造进行到需要原位嵌入液气相变材料的位置时，数控代码控制接收平台64的立体空间运动和数控挤出装置的挤出速率，在该位置形成一个用于容纳液气相变材料22的弹性外壳41，并暂停模板运动与材料挤出操作；

5)通过数控代码或人工的方式将弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板切换为液气相变材料挤出装置连接的结构化模板；

6)参照图6，通过控制接收平台64的运动和液气相变材料挤出装置的挤出速率，在对应空腔内注入所需体积的液气相变材料；在本实施例中，为向空腔中注入0.3mL的无水乙醇溶液；

7)当液气相变材料注入完成后，暂停模板运动与材料挤出操作，通过数控代码或人工的方式将与液气相变材料挤出装置连接的结构化模板切换为与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板；

8)重复上述步骤3)-步骤7)，即可在接收平台64上制造出可重构微纳结构。

在本实施例中，具体使用的针对上述可重构微纳结构的操控方法为加热箱加热法，参照图8，将上述的可重构微纳结构从常温情况下移至恒温加热箱中，根据所选液气相变材料的属性和形变要求等选择合适的温度，该温度在70℃～300℃之间，该实施例中选取的温度为160℃。在加热情况下，液态液气相变材料81将会发生气化，相变转换后变为气态液气相变材料82，而可重构功能关节的外壳结构由于内部液气相变导致的压力增大而发生形变，从而产生图8所示的可逆或可逆单向伸缩。当温度下降至液气相变材料的相变点以下时，液气相变材料重新变为液态，使得可重构功能关节恢复原始形状。值得注意的是，该过程完全可逆，且可以在多次重复后保持良好的形状和性能稳定性。

实施例2，本实施例与实施例1相类似，相较于实施例1，本实施例的操控方法中使用激光光束进行可重构微结构的局部加热驱动，其控制精度更高，微小区域的操控性能更强。

参考图8，在液气相变材料中加入对激光有良好吸收效果的微纳粉末材料，如石墨烯粉末、微纳碳粉、微纳羟基铁粉末等，本实施例中加入的是直径100nm尺寸的多层片状石墨烯粉末，添加比例为液气相变材料的5‰wt。使用激光对上述可重构微纳功能结构进行定域加热，使所需发生形变的可重构功能关节实现图8的(a)—(d)所示的伸缩、弯曲等可逆形变，同时可以调节激光强度对形变量进行精细控制。本实施例中使用的是波长为633nm的氦氖激光，其强度为40mJ/cm²。

虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种基于液气相变材料的可重构微纳结构，其特征在于：包括构成微纳结构主体的支撑结构和与之连接的可重构功能关节，按照需求和设计分布在不同的位置；其中可重构功能关节呈胶囊结构，由弹性功能材料包裹液气相变材料构成，可重构功能关节内腔可以按照实际需求设计为单腔室或多腔室结构，弹性功能材料不进行约束或按照设计和需求进行单一维度或多维度的约束，使其能够在设计所需的维度进行形变和实现驱动功能；液气相变材料按照实际需求选择单一或多种液气相变材料；支撑结构为微纳尺度的二维或三维复杂结构，其在可重构功能关节的驱动下进行旋转、平移、扭转的运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)使用电脑建模软件绘制微纳尺度的三维结构或零件实体，根据所需的形变要求，通过软件或人工的方式设计出所需使用的液气相变材料类型、原位嵌入位置与相变材料用量；再根据所需制造的微纳尺度的三维结构或零件实体，以及需要嵌入液气相变材料的位置和尺寸，通过软件或者人工的方式设计结构化模板与接收平台之间相对移动路径和顺序，并编写控制结构化模板或接收平台移动的数控代码；

2)将弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料在相应温度下分别装入不同的数控挤出装置内，分别调整弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料的挤出速度，然后将结构化模板分别与对应的挤出设备相连接，并逐一调整接收平台的位置和各结构化模板的高度，使不同的结构化模板均在接收平台的坐标系中具有固定可知的位置；

3)通过接收平台控制与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板或接收平台按照步骤1)中设计好的移动路径、速度和顺序进行立体空间移动，当弹性功能材料预聚物溶液通过与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板挤出形成微纳尺寸的液态线条时，通过控制弹性功能材料预聚物溶液固化条件的方式来调控微纳弹性功能材料预聚物挤出丝的固化程度，使微纳弹性功能材料预聚物挤出丝与相邻微纳弹性功能材料预聚物挤出丝之间牢固融合；按照数控程序不断调控与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板的立体空间运动和与装有弹性功能材料预聚物溶液的数控挤出装置的挤出速率；

4)当制造进行到需要原位嵌入液气相变材料的位置时，数控代码控制结构化模板的立体空间运动和装有弹性功能材料预聚物溶液的数控挤出装置的挤出速率，在该位置形成一个用于容纳液气相变材料的腔体，并暂停模板运动与弹性功能材料预聚物溶液挤出操作；

5)通过数控代码或人工的方式将与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板切换为与液气相变材料挤出装置连接的结构化模板；

6)通过接收平台控制与液气相变材料挤出装置连接的结构化模板或者接受平台按照步骤1)中设计好的移动路径移动到对应的位置，并控制装有液气相变材料的挤出装置的挤出速率，在对应腔体内注入对应类型和对应体积的液气相变材料；

7)当液气相变材料注入完成后，暂停模板运动与材料挤出操作，通过数控代码或人工的方式将与液气相变材料挤出装置连接的结构化模板切换为与弹性功能材料预聚物溶液挤出装置连接的结构化模板；

8)重复步骤3)-步骤7)，在接收平台上制造出可重构微纳结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的制造方法，其特征在于：所述的步骤2)中的弹性功能材料预聚物溶液为可固化的液态功能材料，包括硅橡胶材料、热塑性弹性体材料、尼龙、水凝胶材料和紫外光固化胶，硅橡胶材料为PDMS或Ecoflex，热塑性弹性体材料为热塑性聚氨酯弹性体材料TPU或TPE，水凝胶材料为海藻酸钠水凝胶或聚丙烯酸钠水凝胶，紫外光固化胶为NOA81或卡夫特。

4.根据权利要求2所述的一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的制造方法，其特征在于：所述的步骤1)中的液气相变材料为常压下、-25℃至150℃范围内为液态，150℃以上为气态的单一液体或混合溶液，包括去离子水、乙醇溶液和多元醇溶液。

5.根据权利要求2所述的一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的制造方法，其特征在于：所述的步骤2)中的相应温度为所选液气相变材料在常压下呈液态的温度范围内的某一温度。

6.根据权利要求2所述的一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的制造方法，其特征在于：所述的步骤2)中的结构化模板的有效幅面均为20-50mm；结构化模板的单个微孔的直径为100nm-50um；结构化模板的微孔之间的间距为1-50um。

7.根据权利要求2所述的一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的制造方法，其特征在于：所述的步骤2)中的弹性功能材料预聚物溶液与液气相变材料的挤出速度均为0.05-10ml/h。

8.根据权利要求2所述的一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的制造方法，其特征在于：所述的步骤6)中的对应体积的液气相变材料的体积为对应腔体体积的10％-90％。

9.根据权利要求1所述的一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的操控方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，将基于液气相变材料的可重构微结构置于某一温度下的加热台或加热箱中，可重构微结构的可重构功能关节内部的液气相变材料发生液气相变，通过体积膨胀来驱动可重构功能关节完成指定形变；其次，将可重构微纳结构置于某一低温下，在该温度下，可重构功能关节内部的液气相变材料由气态恢复为液态，体积缩小，从而实现该可重构微纳结构形态的恢复。

10.根据权利要求1所述的一种基于液气相变材料的可重构微纳结构的操控方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，在制造的过程中，将具有显著光热效应的材料添加入液气相变材料中，并完成可重构微纳结构的制造过程；然后根据所需的形变和驱动效果，利用激光照射需要发生形变的驱动可重构功能关节，在激光照射下，添加了有显著光热效应的材料的液气相变材料发生液气相变，通过体积膨胀来驱动驱动可重构功能关节完成指定形变；其次，去掉激光照射，可重构功能关节内部的液气相变材料由气态恢复为液态，体积缩小，从而实现该可重构微纳结构形态的恢复。

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