Ученые из Университета Макгилла разработали сверхтонкие материалы, которые можно запрограммировать на сложное движение и изменение формы. Эти материалы открывают перспективы для создания мягких, адаптивных роботов и устройств для медицины, носимой электроники и умной упаковки.
Исследователи создали пленки на основе оксида графена, которые отличаются прочностью, гибкостью и способны к сложным движениям: ходьбе, скручиванию, переворачиванию. Ранее оксид графена был ограничен в практическом применении из-за хрупкости, сложности производства и ограниченной способности к сложным движениям. Новая технология решает эти проблемы, создавая прочные и гибкие пленкия, идеально подходящие для мягких роботов.
Ключевым достижением стала возможность программировать изменение формы материала под воздействием влажности или магнитных полей. В одном эксперименте структура раскрывалась при повышении влажности и закрывалась при высыхании. В другом — в материал добавили магнитные частицы, что позволило управлять им дистанционно, без проводов и батарей.
Кроме того, материал способен проводить электричество, и это свойство меняется при его изгибе. Это позволяет структурам не только двигаться, но и ощущать собственное движение, выступая одновременно и в роли привода, и в роли датчика.
По словам ученых, эти разработки знаменуют появление первых перестраиваемых метаматериалов, сочетающих сложное движение, программируемость, зондирование и обратную связь в реальном времени.