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随光而动!科学家研发出世界首个“趋光”材料

发布日期:2017-08-11   微信公众号名称:绿色化工技术
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    核心提示:不久前,荷兰埃因霍温理工大学和美国肯特州立大学的科学家们研发出一种能够波动的新型材料,能在光照的影响下能推动

            不久前,荷兰埃因霍温理工大学和美国肯特州立大学的科学家们研发出一种能够波动的新型材料,能在光照的影响下能推动自己移动。为此,他们将这个聚合物材料钳在矩形框架内,当受到光照射时,它就会自己行走。这一曲别针大的小型设备是世界上首个将光直接转换为行进的机器,只简单地使用一个固定光源。研究人员于6月29日将研究成果发表在科学杂志《自然》上。

    该材料最大运动速度,约为半厘米毛毛虫一秒蠕动的距离。新材料运动是一面反光,引起另一面膨胀,使其在照明时形变凸起,一旦光消失,该形变即刻消失。

    当照亮时,条形带凹陷,推动运动。

    虽然人眼看起来材料是透明的,但它完全吸收了研究人员使用的紫光,从而在其后面显现了一个阴影。

    由埃因霍温理工大学教授迪克·布勒(Dick Broer)领导的科学团队通过使用这种“自我遮蔽”的作用,创造了一个持续的起伏动作。他们将这种材料的带子固定在比带子本身短一点的框架上,导致其凸出。然后他们将LED光线从前方集中照射到这种材料上。在光照中的那部分带子开始向下凸出,引起凹痕。由此,下一部分带子就进入光中,开始变形。这种情况下,“凹陷”持续向后移动,从而形成一个持续波动的运动。这也使设备运动,向远离光线的方向运动。当设备倒置放置时,波浪沿相反方向行进,材料朝向光线移动。

    研究团队利用“液晶”(常见于液晶显示器中)材料成功实现了这一特定行为。其中的原理在于液晶聚合物网络中的快速响应光敏变体的集成。他们设计了这种材料,使得在光照下这种响应能导致带子的瞬时形变,并当光线消失时立即松弛。

    研究人员发现,把沙粒放在条带上,这些沙粒被条带起伏的动作移动。该运动机制非常强大,使得条带甚至可以运输比设备本身更大更重的物体。研究人员认为,该材料可以应用于运输小物品至难以到达的地方,或保持太阳能电池表面的清洁。

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