科学家学习天竺葵特性,研制出用水分子来驱动的微型机器人

Lynn 6年前 (2018-01-27)

利用湿度驱动机器人,避免了电池爆炸的危险。

在未来的医药系统中,微型机器人潜力无穷,它可以携带药物按照医生的指示到达人体的目标组织上,但是如何保证机器人在工作过程中能够拥有持续性能量供给呢?这一问题成为微型机器人应用发展上的一大阻碍。

近日,在一项新的研究中,科学家将目光从电池身上转移到了植物上,他们利用天竺葵的特性研制出了一款利用湿度来驱动的微型机器人。

科学家学习天竺葵特性,研制出用水分子来驱动的微型机器人

天竺葵是一种喜干恶湿的植物,它的果实会根据空气中的湿度自动打开或者关闭,以确保种子可以得到很好的扩散,随后种子通过对干湿度的反应,自动钻进土中进行播种。

它之所以可以精准得做到这一点,是因为它们有多层细胞,其中一些受湿气影响,一些不受湿气影响。当植物与水分接触时,那些对其有反应的细胞层会膨胀和拉伸,而其他没有反应的细胞层不会有任何变化,因此随着干湿的变化,种子就以蠕动的形式钻进泥土中。

科学家学习天竺葵特性,研制出用水分子来驱动的微型机器人

为了打造一款和天竺葵有类似特性的系统,研究人员开发了一种由纳米纤维组成的双层材料,当这个材料与空气中的水分子接触时,材料中有一层会产生膨胀,而另一层则保持不变,因此材料形成弯曲的状态;随后干燥后,弯曲的一层会立即恢复原状。以此循环往复,这一微型机器人就以“蠕动”的形式向前运动。

科学家学习天竺葵特性,研制出用水分子来驱动的微型机器人

对于这一成果,研究人员表示,未来可应用到工业、军事和医疗等多个领域,安全无危害。

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