北卡羅萊納州立大學(xué)和埃隆大學(xué)的研究人員制造出了人造纖毛或類似頭發(fā)的結(jié)構(gòu)，它們可以響應(yīng)磁場(chǎng)而彎曲成新的形狀，然后在適當(dāng)?shù)墓庠聪聲?huì)恢復(fù)其原始形狀。

“這項(xiàng)工作擴(kuò)大了磁性纖毛的功能，并增強(qiáng)了我們對(duì)它們的行為的理解，這在軟機(jī)器人技術(shù)(包括微型機(jī)器人)中具有潛在的應(yīng)用，”該論文的通訊作者，北卡羅來(lái)納大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)教授喬·特雷西說(shuō)。州。“這項(xiàng)工作的關(guān)鍵是我們展示了形狀記憶磁性纖毛，可以對(duì)其形狀進(jìn)行設(shè)置，鎖定，解鎖和重新配置。此屬性對(duì)于增強(qiáng)型和新應(yīng)用程序很有用。”

該發(fā)現(xiàn)是基于該團(tuán)隊(duì)的早期研究而設(shè)計(jì)的，該機(jī)器人可以使用磁鐵和光進(jìn)行控制。但是，與以前的工作有很大的出入。

該論文的合著者，物理學(xué)教授Ben Evans說(shuō)：“纖毛是由磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)的，這意味著纖毛會(huì)旋轉(zhuǎn)并與來(lái)自廉價(jià)永磁體的磁場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)，而不是被拉向磁體。”伊隆“在我們較早的工作中，對(duì)軟機(jī)器人的致動(dòng)依賴于磁場(chǎng)梯度，該磁場(chǎng)梯度通過(guò)拉動(dòng)它來(lái)移動(dòng)機(jī)器人。新方法為設(shè)計(jì)軟機(jī)器人提供了另一種工具。”

研究人員還開發(fā)了一種理論模型，使用戶可以預(yù)測(cè)形狀記憶磁纖毛在啟動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)的響應(yīng)方式。此外，該模型還解釋了纖毛為何以這種方式做出反應(yīng)。

該論文的第一作者，近期獲得博士學(xué)位的杰西卡·劉(Jessica Liu)說(shuō)：“這些形狀記憶磁纖毛也很容易通過(guò)使用廉價(jià)的永磁體進(jìn)行自組裝來(lái)制造。”畢業(yè)于數(shù)控州。“我們很樂觀，這些演示和我們的模型可以幫助研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)具有針對(duì)特定應(yīng)用的新功能的睫毛系統(tǒng)。”

“我們認(rèn)為這項(xiàng)工作將有助于提高軟機(jī)器人技術(shù)的能力，” Tracy說(shuō)。

論文“光熱可重構(gòu)形狀記憶磁性纖毛”發(fā)表在《先進(jìn)材料技術(shù)》雜志上。