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仿變色龍軟體機(jī)器人問世

2019-08-02 08:50:07

來源: 科技日?qǐng)?bào)

  模仿變色龍的原理,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的杜學(xué)敏團(tuán)隊(duì)研制出了能通過顏色變化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與環(huán)境交互,同時(shí)還能運(yùn)動(dòng)的軟體爬行機(jī)器人。該研究成果近日在線發(fā)表于國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》(Cell)姊妹刊Matter上。

  杜學(xué)敏介紹,變色龍之所以能夠改變皮膚顏色源于其身上的結(jié)構(gòu)色?!白兩埖钠つw中存在一個(gè)個(gè)規(guī)整排列的納米顆粒,當(dāng)皮膚舒張或收縮時(shí),納米顆粒的間距會(huì)發(fā)生改變,進(jìn)而會(huì)改變光的反射效果,最終呈現(xiàn)出肉眼可見的顏色變化,這種由于微納結(jié)構(gòu)與光相互作用產(chǎn)生的顏色就是所謂的結(jié)構(gòu)色?!?/p>

  受此啟發(fā),杜學(xué)敏團(tuán)隊(duì)以周期性排布的納米顆粒為模板,注入特殊材料并固化后,獲得具有周期性納米孔洞結(jié)構(gòu)的變色薄膜?!氨∧ぶ刑畛淙軇┱羝?,一方面能夠使納米孔洞迅速膨脹,從而改變間距。另一方,也能改變材料的折射率,從而實(shí)現(xiàn)顏色的快速改變?!倍艑W(xué)敏說道。

  據(jù)介紹,該薄膜在溶劑氛圍中的顏色變化速度可快至0.2秒,并且通過調(diào)控薄膜暴露在溶劑蒸氣中的時(shí)間長短,實(shí)現(xiàn)不同的顏色變化。此外,該薄膜還能響應(yīng)不同的溶劑,在乙醇、丙酮、氯仿等溶劑蒸汽中產(chǎn)生相應(yīng)的顏色變化,這種通過特定化學(xué)或生物分子等刺激實(shí)現(xiàn)變色的技術(shù),未來有望應(yīng)用于身體健康檢查及環(huán)境污染監(jiān)測領(lǐng)域等。

  該研究的另一大突破在于快速變色的同時(shí),結(jié)合可控變形與可控運(yùn)動(dòng)的材料,實(shí)現(xiàn)了仿變色龍的驅(qū)動(dòng)。杜學(xué)敏介紹說,該成果有望在傳感、通訊及機(jī)器人偽裝等方面實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。(記者劉傳書)

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