大当然中开云(中国)kaiyun网页版登录入口，植物的叶子能在风中轻微摇曳却不会撅断，这是为什么呢？这要归功于叶子里面的"骨架"——叶脉。

中国科学院合肥物资科学考虑院的科学家们从叶脉中得到了灵感，研发出了一种新式的液态金属光热致动器，让机器东谈主既具有裕如的强度，又能像叶子相同轻微！

让咱们一谈来望望这项意旨的发明吧！

神奇的光热制动器：

用光来收尾物体教唆

光热致动器是一种能将光能颤动为机械能的安装。材料具有热胀冷缩特质，将热膨大通盘不同的两层或多层薄膜复合，温度升高后不合称膨大导致复合薄膜迂曲。在复合薄膜中引入可将光能颤动为热能的光热材料，就不错运用光来收尾薄膜的变形。以这种光运行薄膜看成"发动机"即可贪图出形刻画色的机器东谈主或仿生系统。当用光照耀它，它就能笔据预设结构迂曲、伸缩以至跳动。

以光为能源的光热运行夹合手器泄漏图：模拟太阳光照耀到螺旋机器臂上，温度升高，机械臂动掸、螺距增大；光撤除后，温度回话，机械臂恢收复状；红外激光照耀到夹合手器上，夹合手器展开；激光关闭，夹合手器关闭。图片开首：参考文件 [ 1 ]  

这种本领在软体机器东谈主、智能传感器等范围有着平庸的应用出息。比如，看成软机器东谈主的躯壳或者肢体收尾软机器东谈主的动作，看成智能传感器的光反馈基体等等。因此，光热致动器需要具有一定的强度才气再负载传感器等部件，同期还要保证在光刺激下实时反馈。

但这些需求却是自然"矛盾"的——要是想要它反应快、变形大，就得作念得浮薄；但要是想要它承重才气强，就得作念得安谧。这就好比鱼和熊掌不行兼得，科学家们一直在寻找一种既能快速反馈又能承重的材料。

来自科幻的灵感：液态金属

科幻电影《闭幕者》中，有液态金属机器东谈主。践诺中，液态金属是一种在室温下呈液态的金属，比如镓基合金。它既柔滑又导电，还能领受光能并将其颤动为热能。

中国科学院合肥物资科学考虑院固体物理考虑所的田兴友考虑员和张献考虑员团队将液态金属微球加入到团聚物材料中，发现它不仅能赋予材料光热特质，还不会让材料变硬。这么一来，材料既保合手了柔滑性，又能快速反馈光的照耀。

不外，只是加入液态金属还不够，科学家们还需要一种更精巧的贪图来升迁它的性能。

向大当然学习：

叶脉与叶肉的完竣搭配

植物的叶子之是以能轻微又刚毅，是因为它的里面结构相等小巧：硬质的叶脉像骨架相同维持叶片，而柔滑的叶肉则裁减叶片迂曲阻力。科学家们从中得到启发，决定效法叶脉的结构来贪图光热致动器。

他们用激光在液态金属 / 聚酰亚胺薄膜上刻蚀出沟槽，减薄薄膜以裁减变形阻力；沟槽之间未刻蚀的薄膜较厚，雷同叶脉。然后用一种柔滑的材料（PDMS）进行封装。这种贪图就像给致动器装上了"骨架"，既提高了其承载才气到自己分量的 190 倍，相等于一张 A4 纸不错承载两瓶水，又保合手了快速反馈的特质（60.96  ± 3.08 ° /s）。

叶脉启发液态金属光热致动器。图片开首：参考文件 [ 2 ]  

会爬、会跳、会游水的"光驱机器狗"

基于这种仿生贪图，考虑团队得胜制造出了一种新式光热致动器。它不仅反应速率快，还能竣事复杂的变形。运用这种本领，科学家们贪图出了一只"光驱机器狗"，它不错在光的收尾下完成爬行、跳动、游水以至矗立等动作！

"光驱机器狗"的步地

"光驱机器狗"爬行、跳动、矗立。图片开首：参考文件 [ 2 ]  

此外，团队还开导了一种高速漂浮器，这种成立不错快速振动，异日可能将可用于小型机器东谈主或精密仪器中。这些意旨的发明展示了液态金属光热致动器的广博后劲。

高速漂浮器。图片开首：参考文件 [ 2 ]  

这项考虑的结巴在于，它初度将仿生超结构引入液态金属光热致动器中，为异日的贪图和制造提供了新念念路。这些考虑效果均已发表在材料学期刊《Advanced Materials》上。

斟酌异日，它还有更多应用

异日，这种本领可能会应用于更多范围，比如：软体机器东谈主制造出更生动、更智能的机器东谈主，用于缓助、医疗等范围；智能传感器开导出能笔据环境光自动转化的成立；仿生成立贪图出像当然界生物相同教唆的机械安装等等。

从叶脉到超结构沟槽，从植物到机器东谈主，这项考虑让咱们看到了科技与当然的奇妙集结。跟着这项本领的进一步发展，异日简略咱们会看到更多像叶子相同轻微、像动物相同生动的机器东谈主出目下咱们的糊口中。

参考文件

[ 1 ] Li X, Du Y, Xiao C, et al. Tendril ‐ Inspired Programmable Liquid Metal Photothermal Actuators for Soft Robots [ J ] . Advanced Functional Materials, 2023, 34 ( 4 ) : 2310380.

[ 2 ] Li X, Du Y, Pan X, et al. Leaf Vein ‐ Inspired Programmable Superstructure Liquid Metal Photothermal Actuator for Soft Robots [ J ] . Advanced Materials, 2025: 2416991.

筹谋制作

出品丨科普中国

作家丨李宵飞 中国科学院合肥物资科学考虑院固体物理考虑所

监制丨中国科普博览

责编丨董娜娜

审校丨徐来 林林

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