塑料正在學習“走路”

遼東信息港 劉 欣2019-12-04 20:31:54
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塑料正在學習“走路”  
 

芬蘭研究人員正在“訓練”塑料在光線控制下行走。12月4日發表在《物質》上的這一方法,是合成致動器第一次在沒有計算機編程的情況下,根據過去的經驗“學習”的新“把戲”。

 

這些塑料由熱敏液晶聚合物網絡和一層染料制成,是可以將能量轉化為機械運動的軟致動器。最初,它只響應熱量,但通過將光與熱聯系起來,它學會了對光作出反應。作為回應,致動器能像人類彎曲食指一樣彎曲自身。通過周期性地照射致動器,它能像尺蠖一樣“行走”,速度為1毫米/秒,和蝸牛差不多。 

 

“我們的研究本質上是在問這樣一個問題:無生命的物質能否以某種非常簡單的方式學習。”坦佩爾大學資深作者Arri Priim?gi說,材料可以學習嗎?如果材料可以學習,這又意味著什么?

 

 研究人員將光與熱相聯系,允許表面的染料擴散到整個驅動器,使其變成藍色。這種現象增加了整體的光吸收,從而提高了光熱效應,然后它“學會”在輻射下彎曲。

 

“這項研究是受到巴甫洛夫的狗實驗的啟發。”Priim?gi說。在實驗中,狗看到食物會流口水。然后,巴甫洛夫在給狗喂食之前按響了門鈴。幾次重復之后,狗把食物和鈴聲聯系起來,聽到鈴聲就開始流口水。“我們的系統里,熱與食物相對應,而光與巴甫洛夫實驗中的鐘相對應。” 

 

除了行走,該系統還可以“識別”和響應不同波長的光。這種特性使得這種材料成為一種可調的、可遠程控制的軟微型機器人,是理想的生物醫學應用材料。

 

相關論文信息:https:// doi.org/10.1016/j.matt.2019.10.019