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科學(xué)家受水黽啟發(fā)打造出或可清理海上溢油的機(jī)器人

2021-12-07 13:44 cnBeta.COM

導(dǎo)讀:現(xiàn)在一個(gè)微小的功能原型已經(jīng)被創(chuàng)造出來,它的靈感來自蒸汽機(jī)和昆蟲。受水黽啟發(fā),加州大學(xué)河濱分校的科學(xué)家們目前正在開發(fā)的"Neusbot"設(shè)備。

據(jù)New Atlas報(bào)道,在未來的某一天,以陽光為動(dòng)力的機(jī)器人有可能能夠游過海洋溢油區(qū),并在游動(dòng)中吸收石油?,F(xiàn)在一個(gè)微小的功能原型已經(jīng)被創(chuàng)造出來,它的靈感來自蒸汽機(jī)和昆蟲。受水黽啟發(fā),加州大學(xué)河濱分校的科學(xué)家們目前正在開發(fā)的"Neusbot"設(shè)備。水黽是一種利用脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)在水面上滑行的昆蟲。

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目前,該機(jī)器人的尺寸僅為20毫米長(zhǎng)、5毫米寬,它的身體是一個(gè)扁平、漂浮的三層薄膜的形式。頂層由透明的聚酰亞胺塑料制成,中間層是多孔水凝膠,底層是PDMS(聚二甲基硅氧烷)聚合物。

水凝膠內(nèi)的氧化鐵和銅納米棒將光能轉(zhuǎn)化為熱量,使凝膠吸收的液態(tài)水汽化。由此產(chǎn)生的蒸汽在凝膠中形成一個(gè)氣泡,對(duì)薄膜的頂層和底層施加機(jī)械壓力和熱能。

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因?yàn)榫埘啺罚攲樱┑臒崤蛎浵禂?shù)比PDMS(底層)低,所以薄膜的反應(yīng)是向上彎曲。一旦氣泡破裂,薄膜就會(huì)重新變平,但隨著下一個(gè)氣泡的形成,又會(huì)再次彎曲。因此,Neusbot能夠通過連續(xù)振蕩在水面上移動(dòng)。

研究人員表示,它目前的最高速度約為每秒1.3毫米。在目前基于實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置中,光線以激光束的形式出現(xiàn),機(jī)器人可以通過改變?cè)摴馐慕嵌葋韺?shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。

最終,研究人員希望更大的由陽光驅(qū)動(dòng)的Neusbots可以配備第四層吸油材料。然后,它們可以被部署在石油泄漏點(diǎn)上,它們將自行移動(dòng),之后它們將被從水中收回。

首席科學(xué)家李志偉說:“如果用太陽光作動(dòng)力,這種機(jī)器是可持續(xù)的,不需要額外的能源。這種薄膜也是可以重復(fù)使用的?!?/p>

關(guān)于這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》雜志上。