世界上首个光照下移动的聚合物

埃因霍温科技大学和肯特州立大学的科学家们研发了一种能够波动的新型材料，因此在光照的影响下能推动自己前进。为此，他们将这个聚合物材料钳在矩形框架内。当受到光照射时，它就会自己行走。这一曲别针大小的小型设备是世界上首个将光直接转换为行进的机器，只简单地利用一个固定光源。研究者将他们的发现发表在了6月29日的自然杂志上。

最大速度相当于毛虫，约为每秒半厘米。研究者认为这种材料可被用于难以到达地方的小型物件传输，或者保持太阳能电池表面洁净。他们将沙粒放置在带子上，但起伏运动移除了这些沙粒。这一机制十分有力，做成的带子甚至可以向上传输比装置本身大得多重得多的物体。

credit: 煎蛋画师Chon

新材料的移动是由于一面在光照下收缩，另一面舒张引起凸出。一旦光消失这种形变就会立即消失。虽然人眼看这种材料是透明的，它却会完全吸收研究者所用的鲜紫色光，由此形成底下的阴影。

credit: Eindhoven University of Technology

由埃因霍温科技大学教授Dick Broer领导的科研团队利用这种‘自阴影’效应创造了连续起伏运动。他们将这种材料的带子固定在比带子本身短一点的框架上，导致其凸出。然后他们将LED光线从前方集中照射到这种材料上。在光照中的那部分带子开始向下凸出，引起凹痕。由此，下一部分带子就进入光中，开始变形。这样凹痕就向后移动，形成连续的起伏运动。这就使得这一设备运动，远离光线。当设备被反过来放置，就以相反的方向运动，就又走回光线之中。

研究团队利用“液晶”(常见于液晶显示器中)材料成功实现了这一特定行为。其中的原理在于液晶聚合物网络中的快速响应光敏变体的集成。他们设计了这种材料，使得在光照下这种响应能导致带子的瞬时形变，并当光线消失时立即松弛。

论文原文：DOI: 10.1038/nature22987

本文译自 phys，由 CliffBao 编辑发布。