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发布日期：2024-09-01 作者：开云
沙特阿拉伯的科学家开辟出了一种微型“抓球机”。当表露在化学蒸汽情况下时，它能捡起和放下一个弹珠巨细的球。这类新手艺可使软致动器（机械中使机械移动的部件）在不需要额外昂贵材料的环境下，履行多种使命。相干研究近日颁发在《化学》期刊。
现有的软致动器只局限在一种类型的活动，但这类新型复合薄膜可以按照所接触的蒸汽的分歧，以分歧的体例扭曲本身。“它可以按照份子彼此感化而曲折和拉伸，这在这个尺寸规模内长短常复杂的。”论文作者、阿卜杜拉国王科技年夜学的化学传授Niveen M. Khashab说。
研究者但愿将该发现用在开辟可以或许在各类情况中进行切确和顺应性活动的进步前辈软体机械人系统，如医疗装备、工业主动化和丈量温度、空气质量和湿度等方面。
为了测试该机械履行多项使命的能力，研究者起首将其表露在丙酮中，此时该装配能捉住一个红色棉球，并舒展把球扔进一个盒子里。当团队将机械表露在乙醇蒸汽中时，它能捉住棉球并将其从盒子中掏出。
与硬机械人中的刚性致动器分歧（多是由金属或坚韧的塑料制成的），软致动器是矫捷的，使得它们可以或许履行一系列硬机械人没法履行的使命。是以，软致动器已成为周详农业、深海勘察和可穿着装备等尖端利用的首选手艺。
但软致动器依然是有限的——它们可以曲折、扭曲或拉伸，但不克不及以多种体例移动，这使得它们没法履行更复杂的使命，而这些使命将使它们具有更普遍的用处。固然研究人员正尽力使装备的活动规模更年夜，但此中很多策略都触及到分歧材料的组合，这使得它们本钱昂扬、制造难度年夜，同时增添了机械故障的风险。
为了降服这一挑战，Khashab和同事们开辟了一种由聚合物基质制成的机械爪，这类聚合物基质包括有机化合物尿素的份子笼。研究人员选择尿素作为笼子，由于这类化合物可以构成多个氢键，当尿素份子表露在分歧的蒸汽份子中时，它们可以快速从头设置装备摆设。是以，可以切确节制材料的属性，使其易在改变开云体育app。
研究成果注解，经由过程节制蒸汽刺激的类型和浓度，相干材料可以“有用地编程，以实现复杂的活动”。
“这项研究最惹人注视的发现是怪异的驱动行动，即软驱动器履行复杂的活动，包罗曲折、拉伸和恢复，在之前没有报导过。”Khashab说。
下一步，研究人员打算研究机械爪的能量密度，和转换能量效力，从而提高其机能。Khashab说，他们还将测试当软驱动器与发生电荷的材料连系时发生电旌旗灯号的能力，终究方针是开辟柔性可穿着电子装备。
研究者操纵主客体化学东西在软履行器中实现复杂的机械活动。图片来自作者
相干论文信息：
http://doi.org/10.1016/j.chempr.2024.06.016
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