東南大學(xué)楊洪教授 Angew:多模態(tài)、自維持、可調(diào)諧運(yùn)動(dòng)的塞費(fèi)特曲面拓?fù)潋?qū)動(dòng)器
2023-04-23 來(lái)源:高分子科技
關(guān)鍵詞:拓?fù)鋵W(xué) 彈性體形狀記憶材料 多模態(tài) 自持續(xù) 可調(diào)諧運(yùn)動(dòng)模式 光驅(qū)動(dòng) 塞費(fèi)特曲面 拓?fù)潋?qū)動(dòng)器
多模態(tài)、自維持、可調(diào)諧運(yùn)動(dòng)模式是生命體的高級(jí)智能行為特征,例如海豚的自主擺動(dòng)和翻滾,同時(shí)也是仿生軟體驅(qū)動(dòng)器的科學(xué)研究熱點(diǎn)。軟體驅(qū)動(dòng)器有望在無(wú)人為干預(yù)條件下,實(shí)現(xiàn)自我感知外部信號(hào),做出決策,并執(zhí)行長(zhǎng)期的特定任務(wù)。然而,制約軟體驅(qū)動(dòng)器自主化發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題是單組分驅(qū)動(dòng)器僅具備一種自維持運(yùn)動(dòng)模式,無(wú)法賦予單個(gè)驅(qū)動(dòng)器多模態(tài)、自持續(xù)和可調(diào)諧的行為模式。
塞費(fèi)特曲面的可定向性保障了驅(qū)動(dòng)器的光響應(yīng)區(qū)域和自遮蔽區(qū)域在恒定光刺激下分別持續(xù)地接收和屏蔽光子,實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器中的扭曲能沿環(huán)帶方向傳遞,進(jìn)而引發(fā)自維持運(yùn)動(dòng)。在恒定的局部照射下,驅(qū)動(dòng)組分轉(zhuǎn)換為具有自遮蔽能力的非連續(xù)條帶狀結(jié)構(gòu),條帶反復(fù)地進(jìn)入和離開(kāi)光刺激區(qū)域,實(shí)現(xiàn)周期往復(fù)的自振蕩運(yùn)動(dòng)。在整體照射情況下,扭曲的環(huán)狀結(jié)構(gòu)確保了驅(qū)動(dòng)組分的連續(xù)性,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)限循環(huán)的自旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。兩種運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)一步應(yīng)用到基于壓電效應(yīng)的自振蕩發(fā)電和基于功率倍增機(jī)制的自旋轉(zhuǎn)貨物運(yùn)輸領(lǐng)域。此外,本文驗(yàn)證了塞費(fèi)特曲面拓?fù)潋?qū)動(dòng)器在戶(hù)外環(huán)境下的太陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)自維持運(yùn)動(dòng)的可行性。
綜上所述,本文提出了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼軟體驅(qū)動(dòng)器功能的新策略,將研究焦點(diǎn)從傳統(tǒng)的模塊化組裝和嵌入式算法轉(zhuǎn)移到簡(jiǎn)單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)筑上,以實(shí)現(xiàn)功能的復(fù)雜化和自主化,為軟體驅(qū)動(dòng)器的研究開(kāi)辟新視角。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202304081
版權(quán)與免責(zé)聲明:中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章?锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載,請(qǐng)聯(lián)系郵箱:info@polymer.cn,并請(qǐng)注明出處。
(責(zé)任編輯:xu)
相關(guān)新聞
- 中科大鄒綱/張紅莉、蘇州實(shí)驗(yàn)室陳忻 Nat. Commun.: 結(jié)合可編程結(jié)構(gòu)色與可切換圓偏振發(fā)光的動(dòng)態(tài)多模態(tài)信息加密 2025-03-12
- 濟(jì)大王鵬/山大李陽(yáng)/河北工大孟垂舟/青大姚釗 Nano-Micro Lett.:一種基于水凝膠的柔性集成多模態(tài)傳感貼片 2025-02-25
- 福大楊黃浩教授/張進(jìn)教授、福醫(yī)大附一醫(yī)院吳巧藝主任醫(yī)師 AFM:氧化應(yīng)激驅(qū)動(dòng)的多模態(tài)抗菌電子皮膚貼片用于慢性傷口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與治療 2025-02-24
- 合工大胡穎/哈工大彭慶宇 AFM:能在低光強(qiáng)下工作的多角度向光自振蕩器 2024-10-29
- 西湖大學(xué)呂久安團(tuán)隊(duì)《ACS AMI》:光驅(qū)動(dòng)自持續(xù)波動(dòng)柔性機(jī)器人系統(tǒng) 2022-05-17
- 坦佩雷大學(xué)郭洪爽博士 Adv. Mater.: 無(wú)需引發(fā)劑 - 鹵鍵液晶彈性體打造光驅(qū)動(dòng)柔性驅(qū)動(dòng)器 2025-05-31
- 北卡州立尹杰團(tuán)隊(duì) Adv. Sci.:受空軌啟發(fā)的環(huán)狀光驅(qū)動(dòng)器 2025-04-30