华沙大学物理学院的研究人员使用液晶弹性体技术演示了在光纤上生长的一系列微型工具。 200微米的抓爪可通过光纤传递的绿光进行远程控制,而无需通过电线或气动管,而吸收的光能直接转换为抓爪的作用。
抓取物体是生物体的基本技能,从微小的轮虫,到人类手惊人的灵巧,再到食肉鲸的下颚和巨型鱿鱼的柔软触须,对于许多不断缩小的技术来说也是至关重要的。由电动、气动、液压或压电伺服系统提供动力的机械抓具可在小到几毫米的范围内使用,但它们的复杂性和传力需求阻碍了小型化。
华沙大学物理学院的研究人员和波兰克拉科夫的AGH科技大学的同事们现在已经使用了液晶弹性体微结构,这种微结构能够在光的作用下改变形状,从而制造出一种光驱动的微型工具光学钳。这个装置是通过在头发大小的光纤尖端上长出两个弯曲的钳口来制造的。
液晶弹性体(lce)是一种智能材料,在可见光的照射下可以可逆地改变形状。在他们的原型中,科学家们将光驱动的lce与一种制造微米级结构的新方法结合起来:当紫外光通过光纤时,在光纤尖端形成一个锥形结构。由此生长的微结构的光诱导机械响应取决于弹性体元件中分子的取向,并且可以通过控制来获得弯曲或收缩的微致动器。新的弹性体生长技术很容易为微型工具箱提供各种微米级、远程控制的功能结构构件。 |
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