Żywe rzęsy poruszają się, wyginają i poruszają poprzez złożone ruchy skręcające.
Naukowcy twierdzą, że kiedy uderza światłomikrostruktura, podstawowe elementy budulcowe elastomeru ciekłokrystalicznego ulegają przegrupowaniu, a cała struktura zmienia kształt. Dzieje się to w następujący sposób. Po pierwsze, obszar, w który pada światło staje się przezroczysty, co pozwala na głębsze wnikanie światła w materiał, powodując dodatkowe odkształcenia. Po drugie, gdy materiał odkształca się i zmienia się kształt, nowy punkt na kolumnie jest wystawiony na działanie światła, co powoduje, że również ten obszar zmienia kształt.
„Ta wewnętrzna i zewnętrzna pętla sprzężenia zwrotnego daje nam samoregulujący się materiał. Gdy tylko włączysz światło, ono wykonuje całą swoją pracę” – mówi Shukong Li, współautor pracy.
Naukowcy zauważają, że naukowcy próbowalitworzyć maleńkie sztuczne rzęsy dla miniaturowych systemów robotycznych przez długi okres czasu. Tworzenie takich struktur mniejszych od ludzkiego włosa zazwyczaj wymaga wieloetapowych procesów i różnych bodźców wywołujących złożone ruchy, co ogranicza ich zastosowanie na szeroką skalę.
Rozwiązanie zaproponowane w opracowaniu jest odwrotne.składa się tylko z jednego materiału i wymaga jednego bodźca zewnętrznego. Jak zauważają autorzy opracowania, specyficzne zagięcia i ruchy materiału zmieniają się wraz z jego kształtem, dzięki czemu te proste konstrukcje można nieskończenie rekonfigurować i dostosowywać. Na przykład w swojej pracy naukowcy zademonstrowali ruch struktur okrągłych, kwadratowych, w kształcie litery L i T oraz w kształcie dłoni.
„Pokazaliśmy, że potrafimy programowaćchoreografię tego dynamicznego tańca poprzez dostosowanie szeregu parametrów, w tym kąta oświetlenia, natężenia światła, wyrównania molekularnego, geometrii mikrostruktury, temperatury, odstępów ekspozycji i czasu trwania” – mówi Michael Lerch, współautor artykułu.
Naukowcy uważają, że samozarządzanie iprogramowalne struktury mikronowe mogą być wykorzystywane do szeregu zastosowań, w tym miękkiej robotyki, biokompatybilnych urządzeń medycznych, a nawet dynamicznego szyfrowania informacji.
Czytaj więcej
Spójrz na „cichego” drona z napędem jonowym nowej generacji
Błyski energii przez tysiące lat życia: naukowcy zrozumieli, jak pojawiają się na Słońcu
NASA opublikowała „dźwięki” czarnej dziury: każdy może ich słuchać