Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Verdensnyhed:Ny polymer går en tur, når den er oplyst

Timelapse-billede af gåapparatet. Kredit:Bart van Overbeeke.

Forskere ved Eindhoven University of Technology og Kent State University har udviklet et nyt materiale, der kan bølge og derfor drive sig selv frem under påvirkning af lys. Til denne ende, de klemmer en strimmel af dette polymermateriale i en rektangulær ramme. Når den er oplyst, går den en tur helt på egen hånd. Denne lille enhed, på størrelse med en papirclips, er verdens første maskine til at omdanne lys direkte til at gå, blot ved at bruge én fast lyskilde. Forskerne offentliggør deres resultater den 29. juni i det videnskabelige tidsskrift Natur .

Den maksimale hastighed svarer til den for en larve, omkring en halv centimeter i sekundet. Forskerne mener, at den kan bruges til at transportere småting på svært tilgængelige steder eller til at holde overfladen på solceller ren. De lagde sandkorn på strimlen, og disse blev fjernet ved den bølgende bevægelse. Mekanismen er så kraftig, at strimlen endda kan transportere en genstand, der er meget større og tungere end selve enheden, op ad bakke.

Bevægelsen af ​​det nye materiale skyldes det faktum, at den ene side trækker sig sammen som reaktion på lys, og den anden udvider sig, får den til at bule, når den er oplyst. Den deformation forsvinder øjeblikkeligt, når lyset er væk. Selvom materialet ser gennemsigtigt ud for det menneskelige øje, det absorberer fuldt ud det violette lys, som forskerne brugte, derved skabes en skygge bagved.

Her ser du nogle eksperimenter forskerne lavede med deres nye hurtigt reagerende, lysfølsomt materiale. Kredit:Eindhoven University of Technology.

Det videnskabelige hold, ledet af professor Dick Broer fra Eindhoven University of Technology, var i stand til at skabe en kontinuerlig bølgende bevægelse, ved at bruge denne 'selvskyggende' effekt. De fastgjorde en strimmel af materialet i en ramme, der er kortere end selve strimlen, får det til at bule. Så lyste de et koncentreret led lys på den, forfra. Den del af strimlen, der er i lyset, begynder at bule nedad, skabe en 'bule' i strimlen. Som en konsekvens, den næste del af strimlen kommer i lyset og begynder at deformeres. På denne måde bevæger 'bulen' sig baglæns, skabe en kontinuerlig bølgende bevægelse. Dette sætter enheden i gang, gå væk fra lyset. Når enheden er placeret på hovedet, bølgen bevæger sig i den modsatte retning, får den til at gå mod lyset.

Forskerholdet formåede at nå frem til denne specifikke adfærd af materialet ved hjælp af 'flydende krystaller' (kendt i flydende krystalskærme; lcd'er). Princippet bygger på inkorporeringen af ​​en hurtigt reagerende lysfølsom variant i et flydende krystallinsk polymernetværk. De konstruerede et materiale på en sådan måde, at denne reaktion oversættes til en øjeblikkelig deformation af strimlen, når den er belyst, og afslapning direkte, når lyset er væk.

TU Eindhoven-forsker Anne Hélène Gélébart viser gangapparatet. Kredit:Bart van Overbeeke.




Varme artikler