全功能纳米机器人需要电子电路,光伏,传感器和天线。但如果机器人需要移动,则必须能够弯曲。研究人员创造了微米尺寸的形状记忆致动器,使原子薄的二维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,它即使在移除电压后也保持其形状。

将自己折叠成3D配置的纳米机器人可以使机器人,新颖的超材料设计和高保真传感器能够实现。(礼貌康奈尔大学)

想象一百万制造的微观机器人从晶圆释放,薄片折叠成形,自由爬行,甚至组装成更复杂的结构。机器人的形状存储器致动器可以用电压驱动并保持弯曲的形状。

致动器可以用小于微小的曲率半径弯曲 - 任何电压驱动致动器的最高曲率为幅度。这种灵活性很重要,因为微观机器人制造的基本原理之一是机器人尺寸由各种附加率的倍数倍数的尺寸决定。弯曲,折叠越小,并且每台机器的占地面积越小。重要的是,这些弯曲可以由机器人保持,这最大限度地减少了功耗 - 一种专注于微观机器人和机器的特征。

该装置由用钛或二氧化钛膜盖上盖子的纳米薄层。二氧化硅玻璃的几个刚性板位于这些层顶部。当向致动器施加正电压时,氧原子被驱动到铂和倒铂原子中的换液位置。该过程称为氧化,使铂在惰性玻璃板之间的接缝中的一侧上膨胀,这将结构弯曲成其预测的形状。即使在除去电压之后,机器也可以保持该形状,因为嵌入的氧原子束形成屏障,这防止了它们漫射。金博宝app下载金

通过向设备施加负电压,研究人员可以去除氧原子并将铂迅速恢复到其原始状态。通过改变玻璃板的图案 - 以及铂金是否暴露在顶部或底部 - 它们可以产生由山和谷折叠致动的一系列折纸结构。

与一张纸张相比,微小的层大约30个原子厚,这可能是100,000原子厚的纸张。机器在100毫秒内折叠。他们也可以平息和重折叠成千上万的时间。他们只需要一伏才能提供生命。

该团队目前正致力于将形状记忆执行器与电路集成,以使行走机器人具有可折叠的腿以及通过起伏前进的片状机器人。这些创新可能有一天可以导致纳米波特可以清洁来自人类组织的细菌感染,可以改变制造的微型工厂,以及比当前装置小的十倍的机器人外科仪器。

有关更多信息,请联系Jeff Tyson此电子邮件地址受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用Javascript来查看它。;607-793-5769。


运动设计杂志

本文首先出现在6月份,2021年问题运动设计杂志。

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