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微型二硫化鉬致動器“力大無窮”

日期:2018年1月13日 09:56
國研究人員開發出一種微型裝置,可拉動自身165倍的重量。這種能像肌肉一樣工作、將電能轉化為機械能的新型致動器具有廣闊的應用前景,未來有望在機電系統和機器人系統中大展拳腳。相關研究成果30日發表在《自然》雜志上。
 
這個超級微型“大力士”叫做“反串行連接生物形態驅動裝置”,由美國羅格斯大學新布朗斯維克分校的研究人員開發。該裝置由一種無機晶體礦物化合物——二硫化鉬(MoS2)制成。研究人員將二硫化鉬納米薄片組裝堆疊,形成了這種類似于電池電極的裝置。該驅動裝置具有高導電性,可以插入和移除離子。插入和移除離子的過程會導致納米薄片膨脹和收縮,從而產生力,觸發柔性材料的運動。實驗顯示,這個重量僅為1.6毫克的微型裝置,可以連續數百次不間斷地拉動265毫克,也就是165倍自重的重量。
 
鑒于這種電化學裝置僅通過納米薄片堆疊即可制造出來,過程簡單,因而其具有應力應變等機械性能尤顯特別。研究人員稱,二硫化鉬納米薄片簡單堆疊后即可承受與其他致動器材料相當甚至更大的應力應變,這是電化學致動器領域的一個重要發現。這樣的裝置在機電系統和機器人系統中有很大發展前景。下一步,他們會嘗試將裝置升級放大,力求制造出能移動更大物體的致動器。(記者劉海英)

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