來源：科技日報

記者：劉霞

美國弗吉尼亞大學工程與應用科學學院研究團隊從自然界水黽等水生昆蟲身上獲得靈感，利用新型薄膜，研制出兩款能在“水上漂”的機器人原型裝置。研究成果發(fā)表于新一期《科學進展》雜志。

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新研制的兩款裝置各具特色：一款名為“HydroFlexor”，能通過模擬魚類的鰭狀運動實現(xiàn)推進；另一款名為“HydroBuckler”，可仿效水黽的劃行動作，以獨特的彎曲姿態(tài)在水面“漫步”。

要讓機器人實現(xiàn)水面漂浮與運動，必須配備超薄的柔性特種薄膜。傳統(tǒng)制作工藝需在玻璃等剛性基底上加工薄膜，再轉(zhuǎn)移至水面，此過程極易導致薄膜破損。而新技術實現(xiàn)了在液面上直接制造薄膜——團隊先將液態(tài)聚合物油墨滴注于水面，待其自然擴散形成超薄無縫膜層，再通過激光切割技術，直接在水面塑造出機器人的肢體與軀干輪廓。

這些特殊薄膜采用雙層復合結(jié)構(gòu)，當受到外部紅外線照射時，因兩層材料熱膨脹率差異會產(chǎn)生彎曲形變，從而將熱能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動力。

這一技術不僅規(guī)避了柔性材料制造中棘手的轉(zhuǎn)移破損難題，更打通了從薄膜制備到結(jié)構(gòu)成型的全流程，為在液態(tài)環(huán)境中直接構(gòu)建功能型柔性器件開辟了新途徑。而且，這項突破性技術兼具廣泛適用性與可擴展性：既能適配多種油墨與液體組合，又具備大規(guī)模生產(chǎn)潛力。最終，科學家將脆弱的薄膜材料轉(zhuǎn)化為堅固實用的水上設備，廣泛應用于水質(zhì)監(jiān)測、災害救援、環(huán)境感知等領域。

團隊強調(diào)，此項創(chuàng)新技術的應用前景遠超機器人范疇。它還可用于制造可穿戴醫(yī)療設備所需的超薄彈性薄膜，甚至為下一代電子產(chǎn)品研制高耐久性柔性元件。