物理科技生物学-PHYICA

最小的微型美花すみ代夹持器生长在光纤上,可以用光远程操作

物理学 2022-02-23 23:59:16

华沙大学物理系 将光学钳放在一只多趾蚁的下颌骨旁进行比较(添加颜色的复合扫描电子显微镜图像)

当光线通过直径为125微米的光纤(浅蓝色)时,两个钳口(红色)闭合,相当于人类头发的直径

(来源:UW物理)学分:UW物理 华沙大学物理系的研究人员利用液晶弹性体技术展示了一系列生长在光纤上的微型工具

200微米的抓爪器是远程控制的,没有电线或气动管道,绿光通过光纤传输——吸收的光能直接转化为抓爪器的动作

抓取物体是生物的一项基本技能,从微小的轮虫,通过人类手惊人的灵巧,到食肉鲸的下颚和巨型鱿鱼的柔软触须,对许多不断缩小的技术也至关重要

由电动、气动、液压或压电伺服系统提供动力的机械抓具可以在小到毫米的尺度上使用,但是它们的复杂性和对力传递的需求阻碍了小型化

华沙大学物理系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液晶弹性体微结构来制造一种光动力微型工具——光学钳,这种微结构可以随着光线而改变形状

这种装置是通过在头发大小的光纤顶端长出两个弯曲的钳口来制造的

液晶弹性体是一种智能材料,在可见光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液晶显示器与一种制造微米级结构的新方法相结合:当紫外光通过光纤时,一种锥形结构在光纤尖端生长

由此生长的微结构的光诱导机械响应取决于弹性体元件内部的分子取向,并且可以被控制以获得弯曲或收缩的微致动器

新的弹性体生长技术很容易提供各种微米级的远程控制功能结构——微型工具箱的构建模块

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