微觀精準操控：電子組裝新微夾技術問世

微夾是用於操控微小物體的重要工具，其應用範圍廣泛，從醫學活檢到電子產品的微組裝都有涉及。然而，傳統的微夾技術存在著諸多顯著限制，例如依賴複雜的光源、高電壓以及龐大的磁系統。這些限制常常阻礙了它們在狹小或特殊微環境中的應用。

隨著對更通用、高效且易用的微夾需求日益增長，近期的研究都在努力克服這些障礙。北京理工大學的謝慧開教授所領導的研究團隊，近期在《微系統與奈米工程》期刊上發表了他們的研究成果。該研究主要由謝教授的博士生楊恆章完成，他也是論文的第一作者。他們研發的新型電熱微夾，基於鋁 - 二氧化矽雙金屬片，兼具出色的變形能力與快速回應能力，同時耗電量極低，為傳統技術所面臨的挑戰提供了一個極具前景的解決方案。

該團隊研發的電熱微夾，是微操控技術的重大突破。透過採用鋁 - 二氧化矽雙金屬片作為核心結構元件，微夾利用鋁和二氧化矽之間的熱膨脹差異，實現了顯著的可逆變形。這種機制使微夾能夠因殘餘應力自然閉合，無需耗電就能夾持樣品。該微夾只需 5 伏特電壓就能彎曲超過 100 度，回應時間不到 10 毫秒，展現出了令人印象深刻的速度與精準度。

此外，在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微珠測試中，微夾能夠抓取和操控脆弱的微小物體，證明瞭其堅固耐用。在振動測試中，它成功承受了平均 35g 的加速度；在衝擊測試中，它承受住了超過 1600g 的力，展現出卓越的強度和可靠性。這些特性使微夾非常適合用於像「拾取 - 放置」這樣的精準任務，例如電子封裝中處理焊錫珠。

參與這項研究的張帥龍教授表示：「長期以來，電熱微夾因其簡化微操控任務的潛力而備受期待。我們的設計不僅達到了這些期望，還在精準度和可靠性方面超越了同領域的其他產品。」

展望未來，這種微夾的潛在應用十分廣泛。在電子產業中，其精準度使其非常適合焊錫珠放置等對精度要求極高的任務。在生物醫學工程領域，微夾能夠精準處理組織樣本，可能會徹底改變微創手術，如活檢等。隨著技術的不斷發展，預計它將推動微尺度技術的進一步創新，從而在各個領域催生更高效、先進的微操控系統。