活体组织可以从许多损伤中自我愈合,但为机器人等人工系统提供类似的能力总是一项挑战。现在,研究人员在ACS的《纳米快报》上报道,他们已经开发出了小型游泳机器人,这些机器人被分成两三块后,可以通过磁力自我愈合。研究人员说,这种策略有一天可以用来制造更坚固的环境或工业清洁设备。
科学家已经开发出能够在液体中“游泳”并执行有用功能的小型机器人,例如清洁环境、运输药物和进行手术。虽然大多数实验是在实验室进行的,但这些微型机器最终会被释放到恶劣的环境中,在那里它们可能会被损坏。游泳机器人通常由易碎的聚合物或柔软的水凝胶制成,容易破裂或撕裂。约瑟夫王和他的同事们希望设计出一种游泳运动员,这种运动员可以在运动中自我康复,而不需要人类或其他外界因素的帮助。
研究人员制作了一个2厘米长(大约人类手指宽度)的鱼形游泳者,它包含一个导电底层;刚性疏水中间层;上面是排列整齐的强磁性粒子。研究小组在尾部加入铂,铂与过氧化氢燃料反应形成氧气泡,推动机器人前进。当研究人员将游泳者放入含有弱过氧化氢溶液的培养皿中时,它会在培养皿的边缘移动。然后,他们用刀片切割游泳者,尾巴继续移动,直到它接近身体的其他部分,通过强磁相互作用改变鱼的形状。
当机器人被切成三块或磁条被放置成不同的配置时,它们也可以自我治愈。研究人员表示,这种多功能、快速、简单的自我修复策略可能是小型游泳者和机器人立即修复的重要一步。
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