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第C06版:科技 上一版3  4下一版  
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科學家折出世上最小“紙鶴”
北非罕見隕石惹關注
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當前報紙日期:
2021 4月27日 星期
 
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科學家折出世上最小“紙鶴”

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不用一秒就能通過自折疊的方式呈現出一隻紙鶴的形態


“紙鶴”是研究團隊最新 創造的一系列納米級機器和 組件


神奇“紙鶴”登上了Science Robotics封面

    科學家折出世上最小“紙鶴”

    折紙鶴可能是很多人的童年回憶。如今,科學家們也設計了一種“紙鶴”,這種“紙鶴”的特別之處在於,不用一秒,它就能通過自折疊的方式呈現出一隻紙鶴的形態,其大小在納米級。

    早前機械人頂刊Science Robotics(《科學──機機人》)上,這隻神奇的“紙鶴”登上了封面。論文作者來自美國康奈爾大學(原子和固態物理實驗室、機械與航空航太工程學院、應用與工程物理學院、卡弗里納米尺度科學研究所)、賓夕法尼亞大學(電氣和系統工程系)。

    據論文介紹,其原理在於形狀記憶效應,即某些材料在暴露於外部刺激(例如溫度、電場、磁場或光)時能保持臨時形狀並可恢復其原始形狀的能力。基於這一效應的形狀記憶驅動器允許機械人、醫療植入物等設備在沒有持續供電的情況下保持形狀,這種特性在設備不受束縛且電力有限的情況下顯得尤其有利。複雜的電子電路、光伏、感測器、天線等自然都必不可少,但同樣重要的是,如果想讓這款機器人動起來,它還得學會彎曲。考慮到這一點,“形狀記憶致動器”將是一大關鍵。

    機械人由僅約三十個原子厚的薄板製成,由所謂的“形狀記憶致動器”製成,當施加電震動時,它們會折疊並保持折疊狀態。團隊希望他們的自動折疊“紙鶴”會被健力士世界紀錄所認可。

    這隻“紙鶴”是該團隊創造的一系列納米級機器和組件中的最新款,而機械人則越來越穩定,更快,更優雅。每個裝置僅需消耗一伏特的電能,即可在一百毫秒內折疊起來,並且可以展開並整形數千次,然後再開始磨損。

    團隊目前正在努力將其形狀記憶執行器與電路集成在一起,這有可能使他們製造出具有可折疊腿的步行機械人,以及像蠕蟲一樣起伏運動的片狀機械人。

    研究小組說,在未來,這些創新可能會導致研究人員能夠製造出納米機械人,而不是人類組織和機械人外科手術器械所產生的乾淨細菌感染,它們的體積要比當前設備小十倍。它們甚至可以為微型工廠鋪路,而微型工廠是我們目前用於在生產線上製造汽車的那種機械人的微型版本,這徹底改變了製造工藝。

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