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中国科学家开发出海星软体机器人:可进行自然伪装,还能实现断肢重生

前瞻网 2022-01-04 14:54

产业数据

章鱼、水母和海星具有天然伪装能力,也就是说,它们可以快速更改颜色或形状以匹配环境。近日,中国东南大学科学家受此灵感启发,开发出了一种可以模仿海洋软体动物伪装能力的材料,并用这种材料创造了一个海星形状的软体机器人。

研究人员利用材料的收缩效应,使软机器人能够“爬行”。为此,他们将聚合物材料塑造成海星的形状,并在其中一根触手的下侧添加了一种红外线敏感染料。当近红外辐射产生的光热效应加热时,这个修改过的位点会收缩,冷却时又会膨胀。由于只有一只手臂接受了光刺激,所以海星机器人可像毛毛虫一样在触手推动下缓慢地在水面上移动。

海星软体机器人还能够改变它的颜色。研究人员在材料中集成了一种交联剂,一种连接聚合物链的分子染料。这里使用的动态共价交联系统很容易断裂,在加热和加压过程中,它的分子部分分离,之前黄色的染料分子变成红色。研究人员表示,这就类似于海星的自然伪装效果。

最后,海星机器人还拥有自我修复甚至回收的品质。当研究人员切断触手时,它会在零件再次加热后无缝愈合。当整个机器人被切成碎片时,同样的事情又发生了。研究人员将其再次塑造成海星形状,又会重新获得一个具有完整特性的新型软机器人。

该研究论文题为“Thermo- and Mechanochromic Camouflage and Self-Healing in Biomimetic Soft Actuators Based on Liquid Crystal Elastomers”,已发表在Angewandte Chemie International Edition上。

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责任编辑: 4161HSS

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