代替人工来进行物体搬运，我们通常会想到机械臂，它们的抓手可以轻松拿起我们想要移动的物体，并快速而准确地放在应在的位置上。在制作业向智能化转变的当下，这种技术应用已经司空见惯，不过抓手并不一定都是机械装置，有记忆的塑料也可以当好搬运工。
日前浙江大学航空航天学院的宋吉舟教授带领的团队提出了一种新的抓手概念，他们称其为“万能抓手”，可以把目标物体“锁”在体内，轻松地抓放1微米到1米大小多种形状的物体。不过，虽然号称是万能，但这抓手的组成结构并不复杂，其载体仅仅是一块名为“智能塑料”的形状记忆聚合物材料。
形状记忆聚合物是一类新型的功能高分子材料，属于高分子材料研究、开发、应用的一个新的分支，可兼具塑料与橡胶的特点。目前，形状记忆聚合物已经有了颇为广泛的应用，如智能织物、电子包装管的热收缩膜、航空器太阳能翻版展开结构、智能医药器件等。
这种材料的神奇之处在于，通过光、热等外部刺激可以控制该聚合物的性状，能够在软硬之间变换。当其受到一定的外力作用时，它可以保持当下的变形程度，再通过改变外部刺激条件令其复原，以此实现对物体的抓取和放置。
而该项研究正是基于此现象，科研人员在形状记忆聚合物柔软的状态下，将物体或物体表面结构嵌入其中，再通过转换刺激条件，令聚合物转化为刚硬状态，保持嵌入状态的临时形状，从而实现将物体抓取，然后在完成转移工作之后，通过再一次施加外部刺激，将聚合物恢复到初始状态，释放抓取的物体，这样就完成了一次搬运。在这过程中，作为“抓手”的聚合物可以通过任意改变形态来实现对不同物体的抓取，堪称“万能锁”。
宋吉舟教授介绍说，这把“万能锁”可以在典型的三维结构物体上产生很大的抓力，包括球体、方块、管状物体、螺栓、螺母、枣核、钥匙串等;不仅如此，它还能粘附在物体表面，像壁虎一样，不论物体表面光滑还是粗糙。
这种新的搬运方式也引起了科学家对于探索其应用领域的兴趣，他们将物体的尺寸缩小到微观尺度来观察抓手的搬运效果，而在该条件下，物体受到的表面力，特别是与抓手的粘附作用强，为物体的释放带来更大的挑战。
科学家的应对之策是，通过对聚合物表面镀上一层特殊材料或增加接触表面的粗糙程度，减弱聚合物表面粘附力，仅将物体或物体表面结构锁在其内部。这样一来，在不依赖于粘附力的情况下，不仅实现对微小的部件的准确搬运操作，也可以很好地解决粘附力在物体释放时带来的困扰，即使是75微米大小的不规则铁颗粒或者是直径10微米的二氧化硅球，也能顺利从该抓手上得到释放。
宋吉舟教授表示，在柔性电子制备中，微观元器件的快速组装工序十分重要，即把制备基底上数以万计甚至更多的微纳元器件转移到柔性的使用基底上。目前常用的方法是通过粘附作用来实现对这些元器件的一次性抓取，但是释放的时候粘附也同时变成了限制因素。而在“万能抓手”的场景之下，微观元器件的转移可以摆脱粘附作用，这一研究也为柔性电子的制备提供了一种新思路，对于推进柔性电子的工业化进程有很大帮助。
(关键字：塑料)
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