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普林斯顿大学团队开发出一种创新的超材料,能扩展、变形、移动,并根据电磁指令执行任务。该材料无需传统马达,有望推动柔性机器人、航空航天等多个领域取得进步,医疗领域也是其潜在应用之一。

美国普林斯顿大学团队近期在《自然》杂志上发表了一项突破性研究成果,他们开发出一种创新的超材料。这种材料能扩展、变形、移动,并能像遥控机器人一样根据电磁指令执行任务,无需传统马达或内部齿轮。团队借鉴折纸艺术,创造出模糊了机器人与材料界限的“元机器人”(Metabot)。

Metabot由简单的塑料和定制的磁性复合材料构建,通过磁场远程控制其结构变化,实现膨胀、移动和变形。它由众多互为镜像的可重构单元组成,单元间的手性关系使复杂运动成为可能。轻微电磁刺激即可引发大幅度扭转、收缩,有望推动柔性机器人、航空航天、能量吸收及体温调节等领域的发展。

医疗领域也是其潜在应用之一,未来或可通过此类机器人精确输送药物至身体特定部位,辅助外科手术。此外,该材料还能作为温度调节器,实验中成功调整表面温度范围达43摄氏度。

该新材料的核心在于其几何设计,基于折纸克雷斯林图案的塑料管,通过连接镜像管创建基础构建块,独立响应磁场。手性带来的不对称行为使其表现出滞后现象,对模拟复杂系统非常有用,未来或可用于设计模仿计算机晶体管逻辑门的物理结构。

(文章来源:科技日报)