日本发明能够感知湿度波动的自律前行薄膜作动器
2016-07-21 15:39:04   来源:mynavi.jp
内容摘要
日本理化学研究所和东京大学的联合团队于2016年7月19日宣布,他们成功研发出一种能够将光和湿度的波动作为能源进行半永久驱动的薄膜作动器。研究人员表示,今后会进一步提高薄膜的运动能效率,并研发可将其转换为电能的技术。

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日本理化学研究所和东京大学的联合团队于2016年7月19日宣布,他们成功研发出一种能够将光和湿度的波动作为能源进行半永久驱动的薄膜作动器。

理化学研究所创发物性科学研究中心总监相田卓三、基础科学特别研究员宫岛大吾等人组成了研究小组,具体成果已于7月18日刊载在英国知名科学杂志《Nature Materials》上。

在过往的研究中,已经有团队研发出能够对湿度做出反应进行屈伸运动的材料,不过由于反应速度非常缓慢,且对湿度要求也极高,因此这种材料无法在普通环境中获取能力进行驱动。

现有的能对湿度做出反应的薄膜均采用了易吸水的高分子材料。在本次研究中,小组成员逆向进行思考,选用了几乎不会吸水的二维高分子材料“石墨相氮化碳(g-C3N4)”。g-C3N4的构造中有一部分可以吸收水。通过统一高分子方向,可以创造出仅依靠极少量水分子就能进行大幅度屈伸运动的薄膜。

此外,研究小组通过对部分薄膜进行纯金蒸镀,水滴四周的湿度波动会成为驱动力,让薄膜成为了能够朝向一个方向不断前进的作动器。薄膜对水分的吸收量受热量和光线影响,因此环境中的各种波动及运动能都可以转变成其驱动力。这种薄膜作动器能够对环境的变化迅速做出反应,通过用强光进行照射可以让薄膜进行高速屈伸运动,还能够进行跳跃。

研究人员表示,今后会进一步提高薄膜的运动能效率,并研发可将其转换为电能的技术。

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