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利用天竺葵特性,科學家研製出用水分子來驅動的微型機器人

利用濕度驅動機器人,避免了電池爆炸的危險。

在未來的醫藥系統中,微型機器人潛力無窮,它可以攜帶藥物按照醫生的指示到達人體的目標組織上,但是如何保證機器人在工作過程中能夠擁有持續性能量供給呢?這一問題成為微型機器人應用發展上的一大阻礙。

近日,在一項新的研究中,科學家將目光從電池身上轉移到了植物上,他們利用天竺葵的特性研製出了一款利用濕度來驅動的微型機器人。

利用天竺葵特性,科學家研製出用水分子來驅動的微型機器人

天竺葵是一種喜干惡濕的植物,它的果實會根據空氣中的濕度自動打開或者關閉,以確保種子可以得到很好的擴散,隨後種子通過對乾濕度的反應,自動鑽進土中進行播種。


它之所以可以精準得做到這一點,是因為它們有多層細胞,其中一些受濕氣影響,一些不受濕氣影響。當植物與水分接觸時,那些對其有反應的細胞層會膨脹和拉伸,而其他沒有反應的細胞層不會有任何變化,因此隨著乾濕的變化,種子就以蠕動的形式鑽進泥土中。

利用天竺葵特性,科學家研製出用水分子來驅動的微型機器人

為了打造一款和天竺葵有類似特性的系統,研究人員開發了一種由納米纖維組成的雙層材料,當這個材料與空氣中的水分子接觸時,材料中有一層會產生膨脹,而另一層則保持不變,因此材料形成彎曲的狀態;隨後乾燥後,彎曲的一層會立即恢復原狀。以此循環往複,這一微型機器人就以「蠕動」的形式向前運動。

利用天竺葵特性,科學家研製出用水分子來驅動的微型機器人

對於這一成果,研究人員表示,未來可應用到工業、軍事和醫療等多個領域,安全無危害。

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利用天竺葵特性,科學家研製出用水分子來驅動的微型機器人

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