پیچش و خم شدن قابلیت های انسان عضلانی سیستم فعال متنوع و محدوده دینامیکی حرکت از راه رفتن و در حال اجرا برای رسیدن به و بتواند. تکرار چیزی به ظاهر ساده به عنوان تکان دادن یک دست در یک ربات با این حال نیاز به یک سری پیچیده از موتور پمپ های اجرایی و الگوریتم. محققان در دانشگاه پیتسبورگ و دانشگاه هاروارد به تازگی طراحی شده از یک پلیمر شناخته شده به عنوان یک کریستال مایع الاستومر (LCE) است که می تواند “برنامه ریزی” به هر دو پیچ و تاب و خم در حضور نور است.

تحقیقات منتشر شده در مجله علم پیشرفت توسعه داده شد در پیت سوانسون دانشکده فنی و مهندسی توسط آنا C. Balazs برجسته استاد شیمی و مهندسی نفت و John A. Swanson صندلی فنی و مهندسی; James T. آب ” null و در این مقاله نویسنده اول. دیگر محققان از دانشگاه هاروارد موسسه Wyss برای بیولوژیکی الهام مهندسی و علیرضا جان پالسون دانشکده فنی و مهندسی شامل جوانا Aizenberg مایکل Aizenberg مایکل Lerch, Shucong لی و Yuxing یائو.

این خاص LCEs هستند achiral: ساختار و آن آینه تصویر یکسان هستند. این درست نیست برای یک chiral شی مانند یک انسان دست است که نه superimposable با یک تصویر آینه خود را. به عبارت دیگر راست نمی شود و خود به خود تبدیل به یک چپ دست. زمانی که achiral LCE در معرض نور می تواند controllably و reversibly پیچ و تاب و به سمت راست و یا پیچ و تاب و به چپ تشکیل هر دو راست دست و چپ دست سازه.

“دستسانی مولکول ها و مواد سیستم اغلب دیکته خواص خود را” دکتر Balazs توضیح داد. “توانایی به صورت پویا و reversibly تغییر دستسانی یا درایو achiral ساختار به یک chiral یک نفر می تواند با ارائه یک رویکرد منحصر به فرد برای تغییر خواص یک سیستم on-the-fly.” به تاریخ اما دستیابی به این سطح از ساختاری بی قراری همچنان یک چالش دلهره آور. از این رو این یافته ها هیجان انگیز است زیرا این LCEs ذاتا achiral اما می تواند تبدیل به chiral در حضور نور ماوراء بنفش و برگرداندن به achiral هنگامی که نور حذف شده است.”

محققان کشف این متمایز رفتار دینامیکی از طریق کامپیوتر خود مدل سازی میکروسکوپی LCE پست لنگر به یک سطح در هوا. مولکول (به mesogens) است که گسترش از LCE ستون فقرات هستند همه در تراز وسط قرار دارد در 45 درجه (با توجه به سطح) توسط یک میدان مغناطیسی; علاوه بر این LCEs در حال عبور مرتبط با ماده حساس به نور. “هنگامی که ما شبیه سازی درخشان نور را در یک جهت از LCE مولکول های آشفته تبدیل شده بود و کل LCE پست پیچش به سمت چپ; درخشش آن در جهت مخالف و تاب آن را به حق” دکتر آبهای شرح داده شده است. این نتایج مدل سازی شد و تایید شده توسط این یافته های تجربی از دانشگاه هاروارد ،

رفتن یک گام بیشتر محققان با استفاده از اعتبار خود را مدل کامپیوتری برای طراحی “خیال واهی” LCE پست های که در آن مولکول ها در نیمه بالای پست تراز وسط قرار دارد در یک جهت و در تراز وسط قرار دارد و در جهت دیگر در نیمه پایین. با استفاده از نور این خیال واهی سازه به طور همزمان می تواند خم و پیچ و تاب و تقلید از حرکت های پیچیده را فعال کنید توسط سیستم عضلانی انسان.

“این بسیار شبیه به چگونه یک خیمه شب کنترل یک عروسک خیمه شب بازی اما در این مثال نور به عنوان رشته و ما می توانیم ایجاد پویا و برگشت حرکات از طریق جفت شیمیایی نوری و مکانیکی انرژی,” دکتر گفت: Balazs. “قادر بودن به درک چگونه به طراحی سیستم های مصنوعی با این مجموعه ادغام اساسی برای ایجاد تطبیقی مواد است که می تواند پاسخ به تغییرات در محیط زیست است. به خصوص در زمینه نرم رباتیک این ضروری است برای ساخت دستگاه های که در این نمایشگاه قابل کنترل رفتار دینامیکی بدون نیاز به پیچیده قطعات الکترونیکی.”

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه پیتسبورگ. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im