作者:刘晓倩 来源:中国科学报 发布时间:2015/5/14 10:20:13
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中科院兰州化物所
周峰等制备出仿生毛毛虫结构自爬行驱动装置

 

本报讯(记者刘晓倩)5月11日,记者从中科院兰州化学物理研究所获悉,该所研究员周峰及其合作者利用仿生毛毛虫结构,通过在具有褶皱结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面接枝响应性的聚电解质刷,实现了具有各向异性、瞬间响应性等性能的驱动器装置,从而开辟了制备驱动器的新思路。相关成果日前发表于《微尺度》(Small)杂志。

大自然中的生物组织或器官都具备将物理、化学信号转换为肢体运动的功能。受大自然启发,科学家发展了一系列人造驱动器模拟这些过程,将外界的变化如电、热、光、化学能等转化为机械运动。在目前报道的各类驱动装置中,具有湿度响应性的聚合物引起研究者的广泛兴趣。

周峰小组在PDMS弹性体薄膜表面,通过表面引发原子转移、自由基聚合接枝和具有湿度响应性的聚电解质刷模拟毛毛虫的运动。由于聚合物刷在基底表面比其他聚合物材料具有更高的结构归整度,因此有利于水分子在驱动装置中的扩散,提高了驱动速率。而聚合物链在湿度发生变化时会发生可逆地溶胀、收缩,使得装置响应非常快。同时,褶皱取向决定卷曲方向。通过控制褶皱,可制备复杂三维结构,比如螺旋、梯度弯曲。褶皱运动还可模拟一些生物的取向运动如毛毛虫的爬行,通过身体皮肤的扩张收缩改变其表面褶皱形状和运动。

《中国科学报》 (2015-05-14 第4版 综合)
 
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2015/5/15 15:45:02 zhangding2014
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