News Release

光驱动的液晶凝胶运动

Peer-Reviewed Publication

Proceedings of the National Academy of Sciences

科研人员报告了一种有能力对光做出反应从而产生水下运动的液晶凝胶。诸如海参和螺等软体水生生物的运动为开发能够在水下运作的软体机器人的工作提供了启发。准确控制形状变化的困难,以及无法克服水下阻力,妨碍了现有材料用于这类机器人。Metin Sitti 及其同事开发了具有水下光热驱动能力的液晶凝胶。这种凝胶被设计成光驱动的加热能够导致液晶分子排列的变化,导致显微形状的变化,这可能驱动运动。这种材料表现出了在需要的温度范围内的形状有序到无序的相变,这高于环境温度,但是低于水的沸点,因此导致了这种材料在大约30到60度随着温度增加而弯曲。用激光照射水中的这种凝胶,在照射点上诱导产生了局部化的弯曲,而脉冲照射导致了在弯曲和放松的构象之间的振荡。通过控制照射的位置和时机,这组作者有能力诱导产生各种类型的水下运动,这包括爬行、行走、跳跃和游泳。这组作者说,这种液晶凝胶可能用于设计光动力的水下软体机器人。

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