新颖的薄膜制造技术让机器人在水上行走

想象一下，微型机器人在湖面上飞驰以检查水质或在洪水泛滥地区寻找人员。由于弗吉尼亚大学工程与应用科学学院的研究人员的工作，这项技术正在更接近现实。受到大自然和昆虫（例如在水上行走的水黾）的启发，他们创造了两种可以在液体表面上推动自己的原型设备。

第一个称为 HydroFlexor，使用鳍状运动划过表面。第二个名为 HydroBuckler，以模仿水行昆虫的屈曲动作向前“行走”。使这成为可能的关键创新是 HydroSpread 团队开发的一项技术。

为了在液体表面漂浮和移动，机器人需要超薄、柔性的薄膜。制造此类薄膜的传统方法包括在刚性表面（例如玻璃）上制造它们，然后将它们转移到水中，这通常会损坏或破坏薄膜。然而，HydroSpread 技术允许直接在液体上制作薄膜。

在水上打印薄膜

研究人员在发表在《科学进展》杂志上的一篇新论文中详细介绍了这一过程。首先，他们将液体聚合物墨水沉积在水面上，然后扩散形成超薄无缝薄膜。然后使用激光切割和图案化薄膜，直接在水面上创建机器人的腿和身体形状。薄膜是双层的，由两层不同的层组成。当施加来自外部红外源的热量时，两层以不同的速率膨胀。这种差异导致薄膜弯曲和弯曲，从而产生运动。

研究小组在论文中评论道：“这项工作消除了软设备制造中脆弱的制造后转移，弥合了软膜和结构制造之间的差距，并为直接在液体环境中设计和部署功能性软设备建立了一条简化的途径。

HydroSpread 方法是软机器人技术的一项重大成就。它适用于各种类型的墨水和液体，使这些复杂设备的可扩展大规模生产成为可能。最终，这项技术使科学家能够将脆弱的薄膜材料转化为坚固的软设备，可用于水生环境，例如监测水质、协助搜救工作或进行环境传感。

除了机器人技术之外，这项创新技术还可用于为可穿戴医疗设备制造超薄、有弹性的薄膜，以及为下一代电子产品制造高度耐用、可弯曲的组件。