Інженери випадково відкрили матеріал, який при нагріванні деформується і стрімко вистрілює вгору на висоту, яка у 200 разів перевищує його товщину. Дослідження опубліковано в журналі Science Advances.
Інженери з Університету Колорадо в Боулдері та Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) розробили незвичайний пластиковий матеріал. При нагріванні він згинається і стрибає вгору як коник без додаткових зовнішніх впливів. Розробку можна використовувати для створення стрибучих м’яких роботів.
Дослідники вивчали, як змінюється при нагріванні форма рідкокристалічних еластомерів. Це клас матеріалів, який є затверділою та еластичною версією рідких кристалів. Замість очікуваної зміни форми, під час експерименту платівка просто підстрибнула і впала зі столу.
Спостереження (зверху) і моделювання нагріву (знизу) при стрибку РК-еластомеру. Зображення: Hebner et al., Science Advances
Подальший аналіз виявив причину такого спонтанного руху. Плівка, порівнянна по товщині з контактною лінзою, яка використовувалася під час експерименту складалася з трьох шарів. При нагріванні два верхні шари стискаються швидше, ніж нижній. В результаті плівка поступово деформується, прагнучи прийняти форму конуса.
У міру зростання напруги матеріалу цей конус перевертається, вдаряється об поверхню і різко піднімається в повітря. У серії експериментів дослідники показали, що всього за 6 мс плівка піднімається вгору на висоту в 200 разів більше власної товщини. Інженери також встановили, що, керуючи структурою матеріалу, його можна змусити стрибати при охолодженні, а не нагріванні і направляти в потрібну сторону.
Експеримент з стрибаючою плівкою. Відео: University of Colorado Boulder
Автори розробки вважають, що в міру розвитку цю технологію можна буде використовувати для управління рухами і стрибками м’яких і гнучких роботів.