世界上最小的自折折纸鸟诞生了

2021年3月18日 新闻人员/来源
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康奈尔大学的科学家团队创造了微米尺寸的形状记忆致动器,使原子薄的2D材料能够将自己折叠成3D配置;它们所需的只是快速抖动的电压;一旦材料弯曲,它就能保持其形状;作为一个示范,团队创造了世界上最小的自折叠折纸鸟。

微尺度的折纸鸭子从一张平板转变成3D形状。形象来源:Liu等。

微尺度的折纸鸭子从一张平板转变成3D形状。图片来源:刘

“我们想要的机器人是微观的,但却有大脑,”伊泰·科恩(Itai Cohen)教授说。他是康奈尔大学(Cornell University)原子和固态物理实验室(Laboratory of Atomic and Solid-State Physics)和康奈尔大学(Cornell University)卡弗里纳米科学研究所(Kavli Institute for Nanoscale Science)的研究员。

“因此,这意味着您需要具有由互补金属 - 氧化物半导体(CMOS)晶体管驱动的附件,基本上是100微米在侧面的机器人上的计算机芯片。”

“想象一下,一百万个微型机器人从晶圆中释放出来,它们可以自我折叠成型,自由爬行,完成它们的任务,甚至组装成更复杂的结构。”的愿景。”

“努力部分正在制造响应CMOS电路的材料,”他补充道。

“这就是我们所做的形状记忆驱动器,你可以通过电压驱动,使它保持弯曲的形状。”

这种机器折叠速度很快,只需100毫秒。它们还可以自平自折数千次。而且它们只需要一伏特就能通电。

研究人员说:“它们通过铂表面的电化学氧化/还原作用,在氧化层中产生变形,导致弯曲。”

“它们弯曲到任何电控微致动器(500nm)的最小曲率半径,快速(小于100毫秒),并在水的电化学窗口内操作,避免与氧气进化相关的泡沫产生。”

两位作者已经因创造了最小的行走机器人而获得了吉尼斯世界纪录的认可。

现在,他们希望用一种只有60微米宽的新型折纸鸟来创造另一项纪录。

他们目前正致力于将其形状的记忆执行器与电路集成,以使步行机器人具有可折叠的腿以及通过起伏前进的片状机器人。

科恩教授说:“这些创新可能有一天会导致纳米roomba型机器人的出现,它们可以清除人体组织中的细菌感染,可以改变制造业的微型工厂,以及比现有设备小十倍的机器人手术器械。”

该小组的研究成果发表在《科学》杂志上杂志科学的机器人

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Qingkun刘。2021.用于低功率微型机器人的微米大小的可编程形状记忆驱动器。科学的机器人6 (52)

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