Ученые разработали мягкого робота, способного менять цвет
Мягкий материал, который может имитировать камуфляж морских животных, разработали ученые из Юго-Восточного университета, 3 января сообщает Phys.org.
В качестве основного материала ученые выбрали жидкокристаллический эластомер, который меняет фазы при разных температурах. При нагревании ориентированные жидкокристаллические молекулы эластомера теряют упорядоченность, что приводит к его усадке.
Исследователи использовали этот эффект сжатия, чтобы изготовить ползающего робота. Для этой цели они сформовали полимерный материал в форме морской звезды и добавили чувствительный к инфракрасному излучению краситель на нижнюю сторону одного из щупалец.
Этот модифицированный участок сжимался при нагревании под действием фототермического эффекта, возникающего в результате облучения в ближнем инфракрасном диапазоне, и расширялся при охлаждении. Поскольку световой стимул получала только одна конечность, робот-морская звезда медленно двигался по поверхности, подталкиваемый сжимающимся и расширяющимся щупальцем, как гусеница.
Затем исследователи добавили в материал сшиватель — молекулярный краситель, связывающий полимерные нити. При нагревании и под давлением его молекулярные части разделялись, и ранее желтоватая молекула красителя становилась красной.
«Похоже на естественный камуфляжный эффект морской звезды», — сказали авторы.
Наконец, робот-морская звезда также обладает способностью к самовосстановлению. Отрезанное щупальце срослось, когда его пристыковали и нагрели. То же самое произошло, когда весь робот был разрезан на куски. Снова придав ему форму морской звезды, исследователи восстановили нового мягкого робота в изначальном виде.
По мнению авторов, ключом к этой способности множественной адаптации был сшивающий краситель тетраарилсукцинонитрил, который мог выполнять несколько функций одновременно. Он действовал как светопоглощающий хромофор и обеспечивал динамическую ковалентную связь с эластомерной сеткой.
Авторы предлагают использовать такие биомиметические мягкие материалы с термическими и механохромными свойствами (изменение цвета под воздействием тепла и давления) в роботах, датчиках и для искусственного камуфляжа.
