普通软性材料的表面总是收缩成球体。比如,水珠的出现是因为液体和其他软性物质的表面会自然收缩到尽可能小的表面积——即球体。但活性物质可以设计成能够对抗这一趋势。一个例子是包裹在一层纳米机器人中的橡皮球,通过编程,这些机器人可以协同工作,把这个球变为一个预先确定的新形状。
人们希望,活性物质将带来能自下而上运转的新一代机器。这些新机器不是由中央控制器来控制,而是由许多活性单位制成,这些单位会相互合作,以决定机器的运动和功能。这类似于人体生物组织的运转,如心肌中的纤维。
在这项研究中,研究人员开发了理论和模拟以描述一个三维软体,据悉,这个软体表面经历了主动应力。结果他们发现,这些活性应力扩大了材料的表面并把下面的固体也拉了过来,另外还引起了整体形状的变化。研究人员发现,固体所采用的精确形状可以通过改变材料的弹性特性来定制。
接下来,研究人员将应用这一一般原理来设计特定的机器人如软臂或自游泳的材料,实际上他们已经开始这么做了。此外,他们还将开始研究材料的群体行为,如当你拥有许多活性固体并让它们挤在一起时会发生什么。
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