科学者たちは、光駆動の「毛虫」を作成しました

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ビデオ: 光駆動のソフトロボットは、自然なスケールで毛虫の移動を模倣します 2022, 12月
科学者たちは、光駆動の「毛虫」を作成しました
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Anonim
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アイントホーフェン工科大学の科学者たちは、光の影響で曲がる材料を作成しました。紫外線を当てることで、毛虫のように曲がりながら、ある方向に動かしました。研究はジャーナルNatureに掲載されています。

材料の挙動は、ある異性体から別の異性体への放射線の作用下で材料がその構造を変化させる光異化現象に基づいています。科学者たちは、アゾベンゼンに基づいてモノマーを作成しました。その光異化性のために、それに基づいて得られた長いモノマーは、紫外線の影響下で収縮した。

分子レベルで発生するこの効果を本格的な巨視的な動きに変えるために、科学者たちはこのポリマーに基づいてストリップを作成しました。作成の過程で、科学者は、ストリップの一方の側の平行状態からもう一方の側の垂直状態にスムーズに回転するようにモノマーを配置しました。その結果、第1側の分子はストリップに沿って収縮し、第2側の分子は垂直に収縮しました。これにより、ストリップは薄くなり、軸に沿って膨張しました。

フィルムはほぼ水平に紫外線で照らされた。したがって、フィルムを曲げると、フィルムの残りの部分の光が遮られます。フィルムが照射中、遮光中に加熱されたという事実のために、熱は逆異性化プロセスを開始した。フィルムの破片の曲げと緩和のプロセスの組み合わせにより、波は常にそれに沿って移動し、その方向は、放射線がストリップのどちら側に当たったかに依存していました。

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映画の原理。波の伝播の方向は、フィルム内の分子の方向に依存するため、フィルムがどちら側でオンになるかによって異なります。

科学者たちは、これらの特性を利用して、毛虫のように動き、光を「燃料」として使用するデバイスを作成することにしました。彼らは、ポリマーストリップをより短い長さの長方形のフレームの内側に固定したので、ストリップは最初は湾曲した形状になりました。

研究者たちは、ポリマーの「毛虫」を動かすためのいくつかの実験を実証しました。フレームのないデザインを含むことが示されましたが、この場合、科学者は常にストリップに沿ってビームを前後に動かさなければなりませんでした。

2017年の初めに、アメリカの科学者は、光を動力源とする筋肉を備えたマイクロロボットも作成しました。そして、中国の物理学者は、それぞれが異なる位置で優勢である2つの効果の組み合わせにより、光の助けを借りて粒子を前後に動かすことができました。

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