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能抓物的“智能材料”

2013.6.04

  科研人员用机器把胶带加工成原来的1/10厚,增强蜷曲性,然后涂上磁性纳米微粒,这样就可被磁体采集。

  作为家庭必备品的透明胶,现在又有了新的科学用途――变形“智能材料”。

  研究人员用激光把一条透明胶割成薄薄的半厘米长的“手指”,浸入水后,4只“纤纤玉指”就蜷曲成能抓取水滴的小机械手。普渡大学电气、计算机和生物医学工程教授巴巴克・兹艾指出,这项发明可用来采集水样,进行环境测试。

  透明胶由醋酸纤维素和黏合剂构成,具有适于上述用途的独特结构。“胶带可被加工成不同形状,可与环境互动,执行特定功能,是一种低廉的智能材料。”

  这一灵感来自于博士生曼纽尔・奥乔亚。在用胶带采集花粉时,他发现胶带变湿时就发生了蜷曲,因为醋酸纤维素吸水,而黏合剂涂层斥水,“这样吸水的一面延展,而另一面不变,就导致了蜷曲。”奥乔亚解释道。

  在研究过程中,科研人员用机器把胶带加工成原来的1/10厚,增强蜷曲性,然后涂上磁性纳米微粒,这样就可被磁体采集。奥乔亚说,“如果想采集水里的某些细菌,就可以投下数个抓手,第二天再来采集”。

  在11月25日至30日于波士顿举行的材料研究学会会议上,研究者会详细讲解此项研究成果。博士生奥乔亚、吉利斯和巴巴克在普渡大学纳米技术中心进行了一系列实验,在水里浸过数分钟后这些抓手就能闭合,采集1/10毫升的液体样本。

  巴巴克指出,“尽管这种材料在干燥时易碎,但浸入水中后容易弯曲,干燥后又恢复原状,符合传动材料的要求,可以反复使用。使用激光机可以把胶带蚀刻成各种微小结构,从而快速生产原型产品,或是进行批量加工。这些材料还可以被赋予更多功能,比如吸取水中特定的生化物质或细菌”。

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