康奈尔科学家迈向细胞大小的机器人的第一步

时间：2021-07-17 16:52:06 来源：

电导率，环境感应，形状变形机的尺寸是人体细胞的大小？这是可能的吗？

康奈尔物理学家保罗Mceuen和Itai Cohen不仅说是的，而且他们实际上建造了一个“肌肉”。

使用博士后研究员MARC MISKIN在掌舵处，团队使机器人外骨骼能够在感测其环境中感测化学或热变化时迅速改变其形状。并且，他们要求这些微尺度机器 - 配备电子，光子和化学有效载荷 - 可能成为生物微生物大小规模的机器人的强大平台。

“你可以将宇宙飞船旅行者的计算能力放在电池大小的物体上，”Cohen说。“那么，你去哪儿探索？”

“我们正在努力建立你可能称之为电子产品的”外科屏幕“，”John A.纽曼·纽曼科学生南京南京科省科学康奈尔科技学院实体科学教授和康奈尔科学康奈尔科学学院教授。“现在，你可以制作很多信息处理的小型电脑芯片…，但他们不知道如何移动或导致弯曲的东西。”

他们的工作概述了“基于石墨烯型的微米型，自主折纸机器，”在国家科学院的诉讼程序中发布的“微米尺寸的自主折纸机器”。贝斯金是领导作者;其他贡献者包括David Muller，Samuel B. Eckert工程教授，博士生Kyle Dorsey，Baris Bircan和Yimo Han。

机器使用称为Bimorph的电机移动。Bimorph是两种材料的组装 - 在这种情况下，石墨烯和玻璃 - 当由热量的刺激驱动时弯曲，化学反应或施加的电压。形状变化发生，因为在热量的情况下，具有不同热响应的两种材料在相同的温度变化上通过不同的量膨胀。

结果，Bimorph弯曲以缓解一些这种菌株，允许一层伸出比另一层长。通过添加BimOrphs不能弯曲的刚性平板，研究人员将弯曲仅在特定地方进行，创建折叠。通过这种概念，它们能够使各种折叠结构从四边形（三角金字塔）到立方体。

在石墨烯和玻璃的情况下，通过将大离子驱动到玻璃中，双蒙芯也响应化学刺激，导致其膨胀。通常，这种化学活性仅在浸没在水或一些其他离子液中时发生在玻璃的非常外边缘上。由于他们的双芯片仅厚的几纳米，因此玻璃基本上是外缘和非常反应的。

“这是一个整洁的伎俩，”伯斯金说，“因为它只是你只能用这些纳米级系统做的事情。”

使用原子层沉积 - 在铝合金上使用原子层沉积 - 用原子层沉积 - 化学“绘制”原子上薄层在铝中覆盖铝覆盖物上的铝制上。结果是有史以来最薄的双模。

当折叠时，其中一台机器被描述为“比红细胞大于红细胞的三倍，小于大神经元的三倍”。此尺寸的折叠脚手架已经建成，但该组的版本具有一个明显的优势。

“我们的设备与半导体制造兼容，”Cohen说。“这就是在这种规模上对我们未来的机器人愿景兼容。”

由于石墨烯的相对强度，Miskin表示，它可以处理电子应用所需的负载类型。

“如果你想建造这个电子产品外骨骼，”他说，“你需要它能够产生足够的力量来携带电子产品。我们这样做。“

目前，这些微小的机器在电子，生物传感或其他任何东西中没有商业应用。但是，MCEUEN说，该研究推动了纳米级机器人的科学。

“现在，小型机器没有”肌肉“，”他说，“所以我们正在建造小尺寸的肌肉。”

这项工作是在康奈尔纳米尺度设施进行科学和技术设施，由康奈尔材料研究中心，国家科学基金会，科学研究空军办公室和Kavli研究所的康奈尔材料研究中心提供支持。

出版物：“基于石墨烯的微米尺寸，自主折纸机器的双簧管，”2018年PNAS;

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