纳米技术科学家创造了世界上最小的折纸鸟李炜
2022年06月28日
纳米技术科学家创造了世界上最小的折纸鸟
如果要构建功能齐全的纳米级机器人,则需要整合多种功能,从复杂的电子电路和光电到传感器和天线。
但同样重要的是,如果您希望机器人运动,则需要它能够弯曲。
康奈尔大学的研究人员创建了微米级的形状记忆执行器,该执行器使原子薄的二维材料能够将自己折叠成3D构造他们所需要的只是快速震荡电压。一旦材料弯曲,它就保持其形状-即使在去除电压后也是如此。
作为演示,该团队创造了可能是世界上最小的自折叠折纸鸟。这不是百灵鸟。
该小组的论文,“用于低功率微机器人的微米级电可编程形状记忆执行器”,发表在《科学机器人》上,并在封面上进行了介绍。该论文的主要作者是博士后研究员刘庆坤。
该项目由物理学教授伊泰·科恩和约翰·纽曼物理科学教授保罗·麦克尤恩领导。
到目前为止,McEuen和Cohen的持续合作已经产生了许多纳米级的机器和组件,它们看起来比上一代更快,更智能,更优雅。
“我们希望有一个微观的机器人,但大脑要装满大脑。因此,这意味着您需要具有由互补金属氧化物半导体晶体管驱动的附件,基本上是一个机器人上的计算机芯片,而该芯片在一个100微米的机器人上。方面,”科恩说。
想象一下,一百万个制造的微型机器人从晶圆上松开后会折叠成形状,自由爬行并完成其任务,甚至组装成更复杂的结构。这就是愿景。
科恩说:“最困难的部分是制造能够响应CMOS电路的材料。” “这就是Qingkun和他的同事对这种形状记忆执行器所做的工作,您可以用电压驱动它并使它保持弯曲的形状。”
机器可以在100毫秒内快速折叠。它们还可以展平并重新折叠数千次。他们只需要一个电压就可以为生活供电。
该团队因制造最小的步行机器人而被吉尼斯世界纪录所认可。现在,他们希望用一只只有60微米宽的新型自折叠折纸鸟来捕捉新的记录。
该团队目前正在努力将其形状记忆执行器与电路集成在一起,以制造具有可折叠腿的步行机器人以及通过波状起伏运动的片状机器人。这些创新可能有一天会导致纳米Roomba型机器人能够清除人体组织中的细菌感染,可以改变制造业的微型工厂以及比当前设备小十倍的机器人手术器械。
美国陆军作战能力发展司令部的陆军研究实验室,国家科学基金会,康奈尔大学材料研究中心,空军科学研究所以及康奈尔大学纳米科学专业的卡夫里研究所提供了支持。这项工作的一部分是在康奈尔大学纳米级科学技术设施中进行的。
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