2016年8月7日 星期日

太神!科學家研發新材料 打造機器人軍隊

科學家研發了一種新材料,可以自行組裝成一支「軍隊」,形成一個齊心協力的作戰單元。該材料由一堆圓球組成,當暴露在電場中時,可以自動地排列組合成某種圖案。科學家認為,將來也許能利用此種材料,打造出一支機器人軍隊。

該研究由隸屬於韓國蔚山國家技術研究所(UNIST)的科學家團隊進行,研究人員來自世界各地。他們受到蜜蜂和螞蟻的的群體行為啟發,進行了此次研究。他們在實驗室中利用計算機模型,試圖複製動物的這一行為,並首次設計出了這款新材料。

「杰納斯膠體」具有對稱性破缺的性質,擁有自我推動的能力。
「杰納斯膠體」具有對稱性破缺的性質,擁有自我推動的能力。(圖/everywherechemistry)
他們打造自我推進式的小球,名叫「杰納斯膠體」(Janus colloids, Janus是神話中的雙面神)。當這些小球暴露在電場中時,便可以自動排列組合成各式各樣的形狀。

由美國西北大學的埃里克路易登博士(Dr Erik Luijten)帶領。他們在論文中寫道:「杰納斯膠體是一種,由兩個不同半球組成的粒子,是一種典型的合成材料,由於具有對稱性破缺(symmetry breaking)的性質,它們擁有自我推動的能力。」

杰納斯膠體的兩側有著不同的性質,一邊帶正電荷,另一邊帶負電荷。
杰納斯膠體的兩側有著不同的性質,一邊帶正電荷,另一邊帶負電荷。(圖/流動日報)
杰納斯膠體的兩側有著不同的性質,一邊帶正電荷,另一邊帶負電荷。在「對稱性破缺」的作用下,當該膠體暴露在電場中時,粒子所帶電荷便會產生變化,在不同的膠體間產生靜電作用。這意味著,有些粒子會彼此相斥,有些會彼此相吸,還有一些會保持中立狀態。

因此,這些圓球能自動組合成某種形狀,如一根鏈條、一個大圓球、或者聚成一簇。目前為止,研究人員僅用計算機模型,和一個簡單的二維杰納斯膠體系統進行測試。研究人員希望能盡快研發出該材料的三維原型,以便研究該材料的實際用途。

電影中看到的機器人軍隊,可望在未來成真。
電影中看到的機器人軍隊,可望在未來成真。(圖/傳送門)
該研究團隊認為,這種材料可將藥物送達人體中的指定地點。人們可以把藥物放在圓球中,然後由圓球在人體需要的部位自行組合起來。或許,也可用來打造自動成型的機器人,以單台機器的形式存在,但行動起來整齊劃一,甚至能成為一支軍隊。