装上新型纳米级驱动器后，千纸鹤只用了 0.1 秒就把自己折叠好

2021-03-23 09:03

导读：折纸鹤可能是很多人的童年回忆。这种“纸鹤”的特别之处在于，不用一秒，它就能通过自折叠的方式呈现出一只纸鹤的形态，其大小在纳米级。论文作者来自美国康奈尔大学（原子和固态物理实验室、机械与航空航天工程学院、应用与工程物理学院、卡弗里纳米尺度科学研究所）、宾夕法尼亚大学（电气和系统工程系）。何为「纳米级形

折纸鹤可能是很多人的童年回忆。

/>▲动图截自 UP 主：折纸的白叔如今，科学家们也设计了一种 “纸鹤”。<p align=

/>这种 “纸鹤”的特别之处在于，不用一秒，它就能通过自折叠的方式呈现出一只纸鹤的形态，其大小在纳米级。<p align=

/>就在最新一期的机器人顶刊 Science Robotics（《科学 - 机器人》）上，这只神奇的 “纸鹤”登上了封面！2021 年 3 月 17 日，相关研究成果发表于 Science Robotics，题为 Micrometer-sized electrically programmable shape-memory actuators for low-power microrobotics（用于低功率微型机器人的微米大小可编程形状记忆驱动器）。<p align=

/>值得注意的是，这些微小的薄膜只有大约 30 个原子厚，而我们在生活中常见的一张纸可能就有 10 万个原子厚。当正电压被应用到驱动器时，氧原子被驱动到铂，和铂原子交换位置——这个过程就叫做氧化，它使得铂在惰性玻璃板之间的缝隙中膨胀，使结构弯曲成预定形状。即使电压移除，这种形状也将保持，因为嵌入的氧原子会聚集起来，形成一个屏障，防止铂原子扩散出去。而当负电压被应用到驱动器时，科学家们就可以移除氧原子，并迅速将铂恢复到原始状态。通过改变玻璃面板的图案，无论铂位在顶部还是底部，都可以产生出一系列形变。下图是电化学过程示意图。<p align=

/>具体到性能，驱动器可达到亚微米的曲率半径（如下图所示）。<p align=

/>据了解，该团队曾因一款行走机器人获得了吉尼斯世界纪录的认可，如今他们希望用这款或许是世界上最小的千纸鹤来尝试创造另一项记录。<p align=

/>正如研究团队表示：这是当前最先进设备的一次重大进步。
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