太阳能 一株蔓藤带来的灵感:西湖大学开发出光控自动循环运动新系统( 二 )


效法自然而用于自然,这样的光控循环运动的新系统,对于生活中的我们来说有何意义?
新系统中使用的近红外光源,在太阳光的光谱中占很大一部分,而太阳能是一种低成本、用之不竭的绿色能源,如果这套系统能够利用和转换太阳能而实现自维持的循环运动,那对现代工业和技术应用意义重大。
新系统所展示的优越性,让我们对这样的应用充满期待。
它可以在无需人为干预的情况下自动捕获太阳能,并把太阳能转换为机械能,产生持续的循环机械运动(图3a,视频3)。许多工程领域的专家们应该对此很感兴趣。

▲视频3
太阳能 一株蔓藤带来的灵感:西湖大学开发出光控自动循环运动新系统
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图3. 能量捕获与转换(a)日常太阳光辐射下,系统自动捕获太阳能,并产生持续的循环机械运动(有视频);(b)基于法拉第电磁转换原理的光电转化示意图。
既然这种新系统可以捕获太阳能转换机械运动,机械能继而也可以转化为电能,因此,新系统还可以利用法拉第电磁转换原理,将光信号自动持续的转化为电信号(图3b)。这可以启发科学家和工程师们去开发先进的能量转化装置、太阳能收集和转换器件、自驱动的无线传感器等高精尖功能设备。
此外,新系统还可以用来构筑微型、紧凑、轻便和低功耗特点的激光引导系统(图4)。
太阳能 一株蔓藤带来的灵感:西湖大学开发出光控自动循环运动新系统
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图4. 利用光控自动循环运动引导激光(视频4-对应d、e、f过程)

▲视频4
从实验室走向应用开发,操作难度和生产成本常常是最卡脖子的地方。而自缠绕纤维执行器(这个光控自动循环运动系统的关键组件),制备方法简单且可规模化。整套系统的制造过程无需使用昂贵的设备,可以在任何材料实验室中进行,具有良好的通用性和实用性。
研究团队的最新实验还证明,这种材料十分耐用,循环上百万次之后几乎没有衰减。这对于产品工程师们而言,是否又是一大利好?
虽然目前我们无法一一罗列这套新系统究竟会给生活带来哪些改变,但一定会有更多的后来者循迹而来,推动这项研究在相关领域的应用,就像蔓藤一样,不断获得更大的生长空间。
太阳能|一株蔓藤带来的灵感:西湖大学开发出光控自动循环运动新系统】(原题为《一株蔓藤带来的灵感丨西湖大学智能高分子团队开发出光控自动循环运动新系统》。编辑李欣阳)

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