類似毛發(fā)的纖毛有節(jié)奏運動?？梢允挂后w在細(xì)胞周圍移動或推動細(xì)胞本身。
在自然界中，纖毛獨立地扇動，用人造材料模仿這些運動需要復(fù)雜的機(jī)制。
現(xiàn)在，研究人員在ACS Applied Materials＆Interfaces上進(jìn)行了報道，使人造纖毛在施加旋轉(zhuǎn)磁場時會以波浪狀運動，從而使其適用于多功能、攀爬的軟機(jī)器人和微流體設(shè)備。
復(fù)制自然界中發(fā)現(xiàn)的運動，例如纖毛的類似鞭子的小運動，可以幫助研究人員創(chuàng)造出更好的機(jī)器人或微觀設(shè)備。
當(dāng)纖毛順序振動時，它們會產(chǎn)生行波，與同時纖毛運動相比，行波可以更有效地移動水并具有更快的抽水速度。
先前的研究人員已經(jīng)重新創(chuàng)建了這些波浪狀的運動，但是人造纖毛價格昂貴，需要復(fù)雜的運動部件，并且太大而無法用于微型設(shè)備。
研究人員想要創(chuàng)建微尺度的纖毛，當(dāng)施加磁場時纖毛會以波浪的形式運動，將水快速泵入它們，或者充當(dāng)可以爬行和攀爬的柔軟機(jī)器人。
研究人員向聚合物中注入了羰基鐵粉顆粒，然后將混合物倒入一系列相同的50微米寬的圓柱孔中。
當(dāng)聚合物固化時，研究小組將磁鐵放在模具的下方，從而略微改變了相鄰纖毛中的粒子排列和磁性。為了測試人造纖毛在水中和甘油中的移動能力，研究人員施加了旋轉(zhuǎn)磁場。
當(dāng)磁體圍繞陣列移動時，纖毛來回攪動，并且產(chǎn)生的流速要比大多數(shù)人造纖毛好。
最終，研究人員將陣列翻轉(zhuǎn)過來，并在平坦的表面上爬行，達(dá)到了與人類跑步速度成正比的最大速度，并且當(dāng)磁場翻轉(zhuǎn)方向時，機(jī)器人進(jìn)行了反向操作。
軟體機(jī)器人上下傾斜45度，爬上垂直表面，倒立行走，并攜帶比自己重10倍的物體。研究人員說，由于這些人造纖毛是通過磁力推動的，并且未與任何其他設(shè)備連接，因此它們可用于生產(chǎn)微流控泵和用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的敏捷軟機(jī)器人。