Бумага из пыльцы подсолнуха сымитировала раскрытие цветка магнолии
Материаловеды сделали бумагу из пыльцы подсолнуха, которая за счет своей структуры может скручиваться в зависимости от влажности окружающей среды. С помощью этого эффекта они сделали искусственный цветок магнолии, который умеет раскрываться, а также самоходного биоробота. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Многие организмы подстраиваются под окружающие условия для выполнения своих биологических функций. Например, угол раскрытия сосновой шишки зависит от относительной влажности: в слишком влажных условиях шишка будет оставаться закрытой. Этот механизм работает из-за того, что белковые материалы, как шелк или коллаген, изменяют свою молекулярную конформацию в зависимости от влажности. На основе этого ученые создают искусственные мягкие приводы, которые могут изменять свои характеристики в зависимости от внешних условий. Ученые видят их применение в мягких роботах, искусственных мышцах, сенсорах и электрических генераторах.
Умные приводы на основе графена или синтетических полимеров дороги, сложно контролируемы и плохо утилизируемы, а потому нужны более дешевые материалы из природных и возобновляемых ресурсов. И, хотя такие природные материалы, как агароза и целлюлоза, уже используются, их выделяют из сырья и обрабатывают со значительными энергетическими затратами. Более того, некоторые приводы, сконструированные из природных полимеров, показывают слабую ответную реакцию на изменение внешних условий, и обычно они не годятся для циклических процессов изменения механических характеристик.