科學家研制出世界上最小發動機

發布時間:2016-5-13 放大 縮小

英國劍橋大學研究人員2日報告研制出世界上最小的發動機,并認為這種發動機將來有望用于各種納米機器,包括在人體內部工作的醫療機器人。

據研究人員發表在新一期美國《國家科學院院刊》上的論文,這是一種膠體發動機,由金納米顆粒和溫度響應性聚合物聚N-異丙基丙烯酰胺組成,利用金屬顆粒的分子間作用力(又稱范德華力)進行工作。

室溫下,該聚合物在水中充分伸展,金納米顆粒之間由于靜電作用相互排斥。但當溫度升高到32攝氏度以上,該聚合物突然收縮,并在金納米顆粒表面形成一層疏水薄膜,導致顆粒在水中發生聚集形成一個大的聚集體。當溫度再次降到32攝氏度以下,聚合物遇水膨脹,此過程會產生巨大驅動力,大的聚集體像爆炸那樣瞬間分裂成許多金球。

論文第一作者、劍橋大學卡文迪什實驗室的丁濤博士說,人們此前制造出一系列微型發動機,但是它們響應速度慢,驅動力??;而他們的發動機把范德華力以彈性勢能的形式存儲在溫度響應性聚合物之中,可以通過溫度變化或者光熱驅動,具有響應速度快、驅動力大的特點,克服了傳統微型發動機的瓶頸。

丁濤說,短期來看,該研究成果可用于控制微流體閥門的開關、生物檢測以及藥物篩選;長期來看,它可用于納米機器人進行納米醫療以及微納機電系統等領域??傊?,這種微型發動機有可能成為各種納米機器的重要動力源泉。

 

(來源:新華社林小春)