根据英国《自然》杂志13日发表的一项材料科学研究,麻省理工学院团队开发了一项新技术,可以在几分之一秒内打印出磁变形材料。打印出来的软材料施加磁场后,可以快速发生精细可逆的变形,执行各种之前无法实现的非常有用的动作,包括滚动、跳跃和抓取物体。
软材料可以根据热、光或磁场的刺激改变形状,具有广泛的应用潜力:从柔性电子、软机器人到各种生物医学挑战,如药物交付和组织工程。就医学应用而言,相关材料需要在封闭的空间内运行,并需要远程控制。科学家们认为,磁场提供了一种有前途的激活和刺激方法。然而,根据目前的制造方法,只允许材料实现几个非常简单的形状变化,并且使用较少。
这一次,麻省理工学院科学家赵和他的同事提出了一种技术,可以在几分之一秒内打印出柔软的磁活化材料。该技术是将铁磁颗粒嵌入硅橡胶基体中,通过磁化打印机喷嘴控制颗粒的排列,从而设置打印材料的不同区域,使其在磁场作用下产生特定的变形。例如,材料可以在不同的静态形状之间切换,也可以根据磁场的变化进行动态变形。这种材料有弹性,去除磁场后会恢复原貌。
研究人员用这种技术打印了一个六腿软机器人。通过施加不同的磁场,机器人可以爬行、滚动、输送药物,甚至捕获和释放着陆物体。改变后的第二种设计可以使机器人水平跳跃12厘米。方法是先向一个方向施加磁场,使机身折叠,再向另一个方向施加磁场释放。
本研究的相关视频可在自然科研媒体网站上观看。(记者张梦然)
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磁场是一种看不见摸不着的特殊物质。它不是由原子或分子组成的,而是客观存在的。磁场的发现、制造和应用为现代人类科技文明增添了有趣而丰富多彩的一面。科学技术的伟大之处在于,它可以创造各种神奇的魔棒,指挥看得见的物质,改变各种奇观。