科学家研发全新磁控变形材料不用触碰也能移动物体
当我们想要移动物体时,通常会用手或机械臂去抓取。但如果是液滴这样的易碎品,或者处在狭小空间里的物品呢?
近日,美国北卡罗来纳州立大学的科研团队研制了一个新的解决方案。他们开发出一种能随磁场变形的新型超材料,无需直接接触就能操控物体,不仅打破了传统抓取方式的局限,更为精密操控领域带来了全新的可能性。

“我们面临着两个主要挑战。”研究人员解释说,“首先是如何移动那些无法用夹持器抓取的物体,比如易碎品或在密闭空间中的物品。其次是如何利用磁场来远程抓取和移动非磁性物体。”为了应对这些挑战,研究团队将磁场控制与日本剪纸艺术“kirigami”的原理相结合,借此开发出一种超材料薄片,这种薄片由弹性聚合物制成,内部嵌入了磁性微粒,并在表面精心设计了特殊的切割图案。该论文的主要作者、现任美国宾夕法尼亚大学博士后研究员池印丁指出:“切纸设计对这种超材料薄片至关重要,因为它在不牺牲材料本身刚度的前提下,提高了材料的柔韧性。这使我们能够在不损失机械强度的情况下,显著增强材料的变形能力。”
在开发过程中,研究团队面临着一个看似矛盾的问题:如何让材料既容易变形又足够坚固以承载重物?团队通过使用磁性弹性体、切纸(原理)、气球和磁铁的独特组合最终找到了答案。

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本文刊登于《海外星云》2025年1期
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