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以向日葵为灵感的材料随光而动

2019-11-07 文章来源:佚名 阅读原文

近日,《自然-纳米技术》Artificial phototropism for omnidirectional tracking and harvesting of light报道的一种材料可以完美地和光束方向保持一致。该材料呈圆柱体形状,能够随着光束而动——就像向日葵随太阳转动一样。 

人造向光性和SunBOTs(仿生向日葵全向跟踪器)的概念图。| 来源:Qianet al.

 

向光性在自然界非常普遍,它指的是生物体为了觅食或繁衍的目的,随光源而动。但是,人工向光性一直难以实现,因为要在材料成分和特性之间达成适当的平衡非常有难度。 

美国加州大学洛杉矶分校的贺曦敏和同事将一种可以有效吸收光并将光转化为热的光敏纳米材料与一种受热时会收缩的热敏聚合物结合起来,将其做成小型圆柱体形状。使用光进行射时,圆柱体吸收光,温度升高,但是只有面向光源的一面如此。随着材料向光一面的收缩,圆柱体朝光束弯曲。一旦圆柱体顶端与光束对齐,此时处于光影中的柱体下部开始冷却、膨胀并停止圆柱体的运动。这些圆柱体可以持续随着光束转动,转向幅度非常广。 

作者认为这项研究或可用于提高光捕获材料的效率,因为最新研发的这种圆柱体材料会自动弯曲,使其顶端受到最大量的光。

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