介观尺度聚合物阵列：高纵横比表面结构及其数字重建

受细菌菌毛等粘附性生物丝状结构的启发，本工作详细介绍了用于制造和表征一种表面锚定阵列的方法，该阵列由薄、柔韧且形状响应的介观尺度聚合物带组成，其长厚纵横比高达100,000。所得结构展现出几何复杂且动态的形态，与弹性毛细弯曲一致，并因蠕变而在数小时的老化过程中曲率增加。我们开发了一个计算图像分析框架，以生成这些密集拥挤几何结构的三维重建，并提取定量描述符来展示老化引起的形态变化。我们通过表征老化带阵列中蠕变引起的形状变化，证明了这种定量方法的稳健性，并建立了一个标度关系来描述带厚度对形状和动力学观测的重要性。这些方法为探究由多种材料在众多环境中制造的介观尺度聚合物带阵列的形态-性质关系奠定了必要的基础。通过引入全氟十氢萘液滴，我们展示了这些带阵列在粘附、微型机器人和生物医学设备中的应用潜力。