| cyqdesign |
2021-02-02 16:33 |
研究人员打造出一种具备自我推进的新材料
据外媒报道，受维纳斯捕蝇草(Venus flytraps)这样的植物能“啪”一声合上然后重新组合的方式启发，科学家们近日开发出了一种可以在眨眼之间改变形状以作为一种推动其前进的方式的新材料。这种推进方式仅靠材料自身的能量及其跟环境的相互作用提供动力。 U^.kp# x#
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这些自我推进装置可以在各种领域找到用途，从玩具到机器人和美国军队的机械系统等等。 )tW0iFY
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据了解，这种新材料是来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的科学家打造，他们的研究得到了美国陆军的资助，其目的是在工程系统中重现快速移动生物体的机制。 ;Wu6f"+Y#
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研究论文作者Al Crosby表示：“像维纳斯捕蝇草这样的植物就是这种运动的好例子，动物世界中的蚱蜢和夹颚蚂蚁也是如此。快速不稳定性是自然结合弹簧和门闩的一种方式，其被越来越多地用到制造小型机器人和其他设备的快速运动以及橡胶弹子之类的玩具中。然而大多数捕捉装置都需要一台发动机或一只人类的手来保持移动。（现在）有了这个发现，可能会有各种不需要电池或发动机就能为运动提供燃料的应用。” sw^4h`^'
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这种自我推进的材料是在科学家们进行弹性凝胶带干燥实验时产生的。研究小组注意到，当凝胶带内部流体蒸发时它会自己移动--尽管速度很慢；然而当蒸发达到某个阈值时，这个过程会时不时地产生更快的运动，即所谓的快速不稳定。 -\V! f6Q
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而进一步的研究表明，可以通过改变材料的形状来控制这一过程也可以使凝胶带在再次移动之前恢复到原来的状态。之后，该团队对不同形状的机器人进行了实验并在一些能持续移动的机器人上展开。一些改造过的凝胶带甚至能自己爬楼梯。 L&L K
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Crosby指出：“这些课程演示了材料如何通过跟环境的相互作用如通过蒸发产生强大的运动，它们对设计新机器人非常重要，尤其是在很难有发动机、电池或其他能源的小尺寸设备中。” K r DG
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美国陆军研究办公室分处处长Ralph Anthenien博士则表示：“这项工作未来将在陆军和国防部的驱动和动力系统中找到无数可能的应用。”
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