科學(xué)家學(xué)習(xí)天竺葵特性,研制出用水分子來(lái)驅(qū)動(dòng)的微型機(jī)器人

Lynn 8年前 (2018-01-27)

利用濕度驅(qū)動(dòng)機(jī)器人,避免了電池爆炸的危險(xiǎn)。

在未來(lái)的醫(yī)藥系統(tǒng)中,微型機(jī)器人潛力無(wú)窮,它可以攜帶藥物按照醫(yī)生的指示到達(dá)人體的目標(biāo)組織上,但是如何保證機(jī)器人在工作過(guò)程中能夠擁有持續(xù)性能量供給呢?這一問(wèn)題成為微型機(jī)器人應(yīng)用發(fā)展上的一大阻礙。

近日,在一項(xiàng)新的研究中,科學(xué)家將目光從電池身上轉(zhuǎn)移到了植物上,他們利用天竺葵的特性研制出了一款利用濕度來(lái)驅(qū)動(dòng)的微型機(jī)器人。

科學(xué)家學(xué)習(xí)天竺葵特性,研制出用水分子來(lái)驅(qū)動(dòng)的微型機(jī)器人

天竺葵是一種喜干惡濕的植物,它的果實(shí)會(huì)根據(jù)空氣中的濕度自動(dòng)打開(kāi)或者關(guān)閉,以確保種子可以得到很好的擴(kuò)散,隨后種子通過(guò)對(duì)干濕度的反應(yīng),自動(dòng)鉆進(jìn)土中進(jìn)行播種。

它之所以可以精準(zhǔn)得做到這一點(diǎn),是因?yàn)樗鼈冇卸鄬蛹?xì)胞,其中一些受濕氣影響,一些不受濕氣影響。當(dāng)植物與水分接觸時(shí),那些對(duì)其有反應(yīng)的細(xì)胞層會(huì)膨脹和拉伸,而其他沒(méi)有反應(yīng)的細(xì)胞層不會(huì)有任何變化,因此隨著干濕的變化,種子就以蠕動(dòng)的形式鉆進(jìn)泥土中。

科學(xué)家學(xué)習(xí)天竺葵特性,研制出用水分子來(lái)驅(qū)動(dòng)的微型機(jī)器人

為了打造一款和天竺葵有類(lèi)似特性的系統(tǒng),研究人員開(kāi)發(fā)了一種由納米纖維組成的雙層材料,當(dāng)這個(gè)材料與空氣中的水分子接觸時(shí),材料中有一層會(huì)產(chǎn)生膨脹,而另一層則保持不變,因此材料形成彎曲的狀態(tài);隨后干燥后,彎曲的一層會(huì)立即恢復(fù)原狀。以此循環(huán)往復(fù),這一微型機(jī)器人就以“蠕動(dòng)”的形式向前運(yùn)動(dòng)。

科學(xué)家學(xué)習(xí)天竺葵特性,研制出用水分子來(lái)驅(qū)動(dòng)的微型機(jī)器人

對(duì)于這一成果,研究人員表示,未來(lái)可應(yīng)用到工業(yè)、軍事和醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域,安全無(wú)危害。

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