科学家研发“杰纳斯胶体”,以自动排列组合成形状,并可望打造自动成型的机器人。
科学家研发了一种新材料,可以自行组装成一支“军队”,形成一个齐心协力的作战单元。该材料由一堆圆球组成,当暴露在电场中时,可以自动地排列组合成某种图案。科学家认为,将来也许能利用此种材料,打造出一支机器人军队。
该研究由隶属于韩国蔚山国家技术研究所(UNIST)的科学家团队进行,研究人员来自世界各地。他们受到蜜蜂和蚂蚁的的群体行为启发,进行了此次研究。他们在实验室中利用计算机模型,试图复制动物的这一行为,并首次设计出了这款新材料。
“杰纳斯胶体”具有对称性破缺的性质,拥有自我推动的能力。
他们打造自我推进式的小球,名叫“杰纳斯胶体”(Janus colloids, Janus是神话中的双面神)。当这些小球暴露在电场中时,便可以自动排列组合成各式各样的形状。
由美国西北大学的埃里克路易登博士(Dr Erik Luijten)带领。他们在论文中写道:“杰纳斯胶体是一种,由两个不同半球组成的粒子,是一种典型的合成材料,由于具有对称性破缺(symmetry breaking)的性质,它们拥有自我推动的能力。”
杰纳斯胶体的两侧有着不同的性质,一边带正电荷,另一边带负电荷。
杰纳斯胶体的两侧有着不同的性质,一边带正电荷,另一边带负电荷。在“对称性破缺”的作用下,当该胶体暴露在电场中时,粒子所带电荷便会产生变化,在不同的胶体间产生静电作用。这意味着,有些粒子会彼此相斥,有些会彼此相吸,还有一些会保持中立状态。
因此,这些圆球能自动组合成某种形状,如一根链条、一个大圆球、或者聚成一簇。目前为止,研究人员仅用计算机模型,和一个简单的二维杰纳斯胶体系统进行测试。研究人员希望能尽快研发出该材料的三维原型,以便研究该材料的实际用途。
电影中看到的机器人军队,可望在未来成真。
该研究团队认为,这种材料可将药物送达人体中的指定地点。人们可以把药物放在圆球中,然后由圆球在人体需要的部位自行组合起来。或许,也可用来打造自动成型的机器人,以单台机器的形式存在,但行动起来整齐划一,甚至能成为一支军队。