科學(xué)家受蕨類植物啟發(fā),制成了依靠蒸發(fā)產(chǎn)生的動(dòng)力自行驅(qū)動(dòng)的新型發(fā)動(dòng)機(jī)。依靠這種技術(shù),學(xué)者們可以設(shè)計(jì)只靠水和熱作動(dòng)力的微型裝置。
密歇根大學(xué)電子工程及計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授,小組負(fù)責(zé)人Michel Maharbiz表示:“我們已經(jīng)證明了這種想法的可行性。制造這些機(jī)器的關(guān)鍵在于它們能通過以上原理產(chǎn)生電能。”
和很多其它發(fā)現(xiàn)一樣,這一研究開始于博士生Ruba Borno對(duì)另外一個(gè)完全不同課題的探索。Borno對(duì)于仿生裝置非常感興趣,特別是植物用來運(yùn)輸水分的微管道系統(tǒng),于是Maharbiz給了她一本關(guān)于植物的書。
但是書中的其它部分吸引了她——關(guān)于蕨類植物如何傳播孢子。
Maharbiz說:“本質(zhì)上孢子囊就是一個(gè)微發(fā)動(dòng)機(jī)。”因?yàn)檗ь愔参镦咦幽覍崮芡ㄟ^水的蒸發(fā)作用,最終轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。當(dāng)孢子囊的外壁細(xì)胞注滿水時(shí),孢子囊處于緊閉狀態(tài),保護(hù)內(nèi)部孢子的安全。但是隨著外壁水分的蒸發(fā),孢子囊最終展開,并將內(nèi)部的孢子噴射出去。
研究者們用顯微鏡觀察了一些蕨類植物葉片。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)它們暴露于光,熱或任何可以造成蒸發(fā)的環(huán)境下時(shí),孢子囊都會(huì)打開,放出孢子。
Maharbiz說:“當(dāng)我們看到這些時(shí),我們想,噢,我們必須造出相似的裝置。”
制造材料非常簡(jiǎn)單,他們用鍍上硅的晶片作為原料,再在上面做一些處理使得上面有一些突出的“脊”。Borno表示,他們將脊之間注入水,當(dāng)水蒸發(fā)時(shí),表面張力將拉動(dòng)脊的尖端,造成本來閉合的裝置完全打開。
計(jì)劃的下一步是增加電子部件,使裝置能產(chǎn)生電流。他們預(yù)期裝置能產(chǎn)生如計(jì)算器中的太陽(yáng)能電池一般大小的電流。