超精密驅動技術是實現納米定位和納米操縱的基本途徑，涉及多向線性運動和定向旋轉運。就超精密旋轉運動而言，通過基于壓電或磁緻伸縮的尺蠖運動、寄生運動和粘滑運動等，已經很好地理解和解決了與線性運動相關的基本物理問題，但克服驅動器大行程和高精度之間的矛盾仍是極具挑戰性的，這歸因于轉動體不可避免的機械慣性和反向回退。因此，在确保連續旋轉的前提下，大幅提高旋轉驅動精度和步進定位精度至關重要，特别是考慮到以納米操作機器人為代表的前沿和新生領域對定位精度日益提高的要求。
近期，Betvictor中文版趙宏偉教授團隊在超精密驅動器方面取得新進展。基于仿生粘滑運動原理，研制了一種新型壓電-熱耦合雙向旋轉驅動器。該驅動器通過螳螂前足式仿生爪和加熱組件可以分别實現由壓電粘滑和熱膨脹效應産生的順時針宏觀旋轉和逆時針回退。在相對較低的頻率和較高的電壓下，旋轉回退被有效抑制。基于三維光學成像對順時針緩慢粘滞和逆時針瞬時粘滞過程的實時觀測，試驗揭示了0.2μrad的壓電驅動旋轉分辨率和0.00073o/oC的熱誘導微觀分辨率。
論文受國家自然科學基金(51875241)、國家重點研發計劃項目(2018YFF010124)和吉林省科技發展計劃項目(20190302078GX, YDZJ202101ZYTS129)的資助，以題為“Piezoelectric-thermal coupling driven biomimetic stick-slip bidirectional rotary actuator for nanomanipulation”發表在國際知名期刊Nano Letters (2020 IF:11.188)上。工程仿生教育部重點實驗室任露泉院士給予了理論指導，趙宏偉教授和馬志超教授為論文的共同通訊作者，馬志超教授為論文第一作者，一年級碩士生熊俊名和本科生李傢楷參與了論文的試驗工作。
