Новые роботизированные кристаллы могут шагать и скручиваться

Москва, 15:26, 21 Фев 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Ученые Университета Васэда, возможно, на шаг приблизились к инновационным мягким роботам, помогающим людям. И сделали они это с помощью неожиданного материала.

Команда, как известно phys.org, разработала роботизированные кристаллы, способные шагать, как гусеница пяденица. Они также умеют скручиваться в 20 000 раз быстрее, чем ходят. Эти независимо движущиеся, органические кристаллы имеют большой потенциал в качестве материала для мягких роботов будущего, особенно в медицинской сфере.

Проект описан в статье Nature Communications.

«Кристаллы гибкие, прочные и легкие, — отмечает Хидеко Кошима, внештатный профессор университета. – Они могут использоваться для транспортных микророботов, перемещающих, например, яйцеклетки при лечении бесплодия или проводящих инвазивную хирургию».

Предполагается, что структура сыграет важную роль в качестве опорно-двигательного материала для систем, основанных на сгибании и сокращении. Авторы видят возможность использовать и другие типы движений.

В 2016-м команда Кошимы сообщила, что хиральные кристаллы азобензола сгибаются под действием света. Авторы выяснили, что они переживают фазовый переход при 145°C без изломов, даже при повторении нагрева и охлаждения. Результаты исследования легли в основу разработки роботизированных кристаллов, демонстрирующих 2 модели движения: хождение и скручивание.

Используя камеру для инфракрасной термографии и цифровой оптический микроскоп, группа наблюдала, как длинные, пластинчатые кристаллы с градиентом толщины в продольном направлении, медленно идут, наподобие гусеницы, за счет сгибания при повторении циклов нагрева и охлаждения в диапазоне температуры перехода на горячей поверхности. Структура продвигалась на 1,5 мм за 30 минут. Более тонкие и длинные пластинчатые кристаллы, с поперечным градиентом толщины, могли скручиваться на 3,1 мм за 0,2 с, а затем разворачиваться, всего при одном цикле нагрева-охлаждения.

«Движущая сила хождения и скручивания генерировалась несимметричной формой кристаллов», — объяснил Кошима.

Хотя необходимы дополнительные исследования в области управления поведением материала, авторы надеются, что он поможет приблизить создание более компактных и удобных роботов в помощь стареющему населению.