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最小的微抓手生长在光纤上,可以用光远程操作

华沙大学物理学院的研究人员利用液晶弹性体技术演示了一系列在光纤上生长的微型工具。200微米的夹具是远程控制的,不需要电线或气动管,绿色的光通过光纤传输,吸收的光能直接转化为夹具夹具的动作。

抓取物体是生物体的一项基本技能,从微小的轮虫,到人类灵巧得惊人的手,再到掠食性鲸鱼的下颚和巨型乌贼柔软的触须,对许多不断缩小的技术也是至关重要的。机械夹持器由电动、气动、液压或压电伺服驱动,规模可以缩小到毫米,但它们的复杂性和对力传递的需要阻止了小型化。

华沙大学物理学院的研究人员和波兰克拉科夫AGH科学技术大学的同事们现在已经使用可以根据光线改变形状的液晶弹性体微结构来制造一种光动力微工具——光学钳子。这个装置是通过在头发大小的光纤顶端长出两个弯曲的颚来制造的。

液晶弹性体(LCEs)是一种能在可见光照射下可逆改变形状的智能材料。在他们的原型中,科学家们将光驱动的LCEs与一种制造微米级结构的新方法结合在一起:当紫外线通过光纤时,一个锥形结构在光纤尖端生长。这种生长的微结构的光诱导机械响应取决于弹性体元件内部分子的取向,可以通过控制得到弯曲或收缩的微致动器。新的弹性体生长技术很容易为微工具箱提供各种微米尺度、远程控制的功能结构构件。

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