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耐光聚合物的行为就像向日葵
2019年11月05日    阅读量:1653     新闻来源:中网信息    |  投稿

许多生物都表现出向光性-跟踪光源并与之对齐的能力。最著名的例子是一整天都可以自我面对太阳的植物:我们大多数人会立即适当地想到向日葵。

耐光聚合物的行为就像向日葵 中网信息

创造出可以做到这一点的人造材料已证明具有挑战性中国机械网okmao.com


有人造的“智能”材料可以响应刺激而无方向移动(这被称为鼻行为),但迄今为止,没有合成材料能够表现出向性行为。


现在,在《自然纳米技术》杂志上发表的一篇论文中,美国研究人员发现了一种纳米结构的聚合物材料,该材料形成为小的圆柱状茎状形状,能够像向日葵一样跟随光束。


加利福尼亚大学洛杉矶分校的钱晓诗,赵宇森和尤西夫·艾赛德(Yousif Alsaid)及其同事使用了一种光响应纳米材料,该材料可以有效吸收光并将其转化为热量,并将其与在加热时会收缩的热响应聚合物结合在一起。


然后,他们将所得材料成型为小圆柱体。当光线照射到圆柱体上时,它们会吸收并变热,但只会在面对光源的一侧。


当材料在受光侧收缩时,圆柱体会向光束弯曲。一旦圆柱体的顶部与梁对齐,轴的下侧(现在处于光线的阴影下)就会冷却,膨胀并停止圆柱体的运动。


圆柱体可以在广泛的方向上连续跟随光束,这组作者建议使用一种特征,因为圆柱体会自动弯曲以使尖端暴露于最大量的光,因此可以提高光收集材料的效率。


该系统被称为向日葵状仿生全向跟踪器(SunBOT)。


该研究小组的结果表明,原则上可以将一系列SunBOT用于太阳能电池发电设备,即可以从海水或污水中提取淡水的设备。


如果光线以倾斜角度照射它们,则SunBOT可以比鼻人工材料实现多达400%的太阳能收集改善。


作者对SunBOT的可能应用持乐观态度,这是可以理解的。


他们总结说:“自适应运动中的近乎无限的自由度可能会导致自我维持,不受束缚的软机器人,它们能够自主地实时学习并在各种环境中执行复杂的任务。


“这项工作可能对增强型太阳能收集器,自适应信号接收器,智能窗户,设备齐全的机器人技术,太空飞船的太阳帆,制导手术,自调节光学设备和智能能源产生(例如太阳能电池和生物燃料)有用,以及通过望远镜,雷达和水听器进行的高能发射检测和跟踪。”


标签:行业资讯今日头条人工智能技术中心机器人设备与仪器工业机器人
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