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科学家创造出能够自行爬行、行走和挖掘的“活”材料
研究活性物质(可以利用自身内部能量对力做出反应的材料)的物理学家发现了挑战传统力学观念的令人惊讶的行为。能够弯曲、折断、爬行甚至自行挖掘的材料可能听起来像科幻小说,但物理学家现在正在构建能够做到这一点的系统。 [...]
来源:SciTech日报研究活性物质(可以利用自身内部能量对力做出反应的材料)的物理学家发现了挑战传统力学观念的令人惊讶的行为。
能够弯曲、折断、爬行甚至自行挖掘的材料可能听起来像科幻小说,但物理学家现在正在构建能够做到这一点的系统。
来自阿姆斯特丹、新南威尔士和剑桥大学的研究人员正在探索一种被称为活性物质的奇怪材料。与普通材料不同,活性物质可以利用内部能量对外力做出动态响应。他们最新的实验揭示了挑战力学中一些最确立的规则的行为,并最终有助于塑造下一代软机器人和自适应机器。
人们每天遇到的大多数材料都是被动的。钢梁、橡皮筋、玻璃和混凝土只有在外部推动、拉伸或压缩时才会移动或变形。
活性物质的工作方式不同。这些系统不断消耗能量并将其转化为运动或机械变化。大自然充满了例子。鱼群以协调一致的波浪移动,鸟群几乎立即改变方向,活细胞在没有任何中央控制器的情况下自我重组。
新材料的构建模块是通过小型电机连接的杆,使材料变得活跃。这种相互作用是不可逆的:当从一侧按下时,系统的反应方式与从另一侧按下时的反应方式不同。图片来源:作者提供的图片。
在实验室构建活性材料
活性物质不仅限于生物学。科学家还可以在实验室中使用相对简单的组件来制造它。
当材料开始自行移动时
研究人员发现,活性材料在同一过程中的表现非常不同。
挑战基本机械原理
研究小组发现活性物质并不总是遵循这一规则。
参考文献:
