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科學家開發科幻「智慧流體」
科幻電影中﹐那些看起來彷彿有自我意識的液體出現在現實了。哈佛大學團隊最近開發出一種「智慧流體」具有可調整的彈性﹑光學特性﹑黏度等特質﹐科學家能利用這些行為製造出更先進智慧機器人﹑可調控邏輯閘﹑可切換特性的光學元件。
不同類型液體具有獨特特性﹐比如水和蛋黃流動方式不同﹐壓縮時表現也不同﹐但如果有單一流體能根據需求隨意改變自身黏度﹑彈性﹑反射光的方式等屬性﹐這就是哈佛大學團隊最近辦到的事情。超材料是特性由結構而非成分決定的人工工程材料﹐近年已廣泛應用﹐而哈佛大學團隊開發的超常流體(metafluid)具獨特流動能力與適應容器形狀能力﹐它本質是包含大量小型彈性球體(50~500微米)的懸浮液﹐由於球體在壓力下塌陷彎曲﹐壓力消除後又彈回球形﹐從而在根本上改變流體特性﹐包括黏度﹑不透明度﹐甚至能在牛頓流體(Newtonian fluid)與非牛頓流體之間轉換。
這些特性都能透過改變液體內球體的數量﹑厚度與尺寸來調節。實驗中﹐應用此種超流體的液壓機器人無需依賴額外感測器或程式設計﹐單純自動響應不同壓力便可改變自身夾力﹐安全拾取了沉重玻璃瓶﹑易碎雞蛋﹑1顆小藍莓。
研究人員也在另一項實驗中﹐展示基於壓力的程式指令能使超流體像邏輯閘一樣運作﹐當施加壓力且球體塌陷﹐它們像微透鏡一樣允許光線通過﹑使液體變得透明﹔當壓力消除且球體恢復成圓形﹐光便被散射導致超流體變不透明。
這項發明具許多潛在用途﹐如可控機器人﹑隨壓力改變顏色的電子墨水等光學應用。
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