太陽能 一株蔓藤帶來的靈感：西湖大學(xué)開發(fā)出光控自動循環(huán)運動新系統(tǒng)( 二 )
效法自然而用于自然，這樣的光控循環(huán)運動的新系統(tǒng)，對于生活中的我們來說有何意義？
新系統(tǒng)中使用的近紅外光源，在太陽光的光譜中占很大一部分，而太陽能是一種低成本、用之不竭的綠色能源，如果這套系統(tǒng)能夠利用和轉(zhuǎn)換太陽能而實現(xiàn)自維持的循環(huán)運動，那對現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)應(yīng)用意義重大。
新系統(tǒng)所展示的優(yōu)越性，讓我們對這樣的應(yīng)用充滿期待。
它可以在無需人為干預(yù)的情況下自動捕獲太陽能，并把太陽能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，產(chǎn)生持續(xù)的循環(huán)機(jī)械運動（圖3a，視頻3）。許多工程領(lǐng)域的專家們應(yīng)該對此很感興趣。
▲視頻3
文章插圖
圖3. 能量捕獲與轉(zhuǎn)換（a）日常太陽光輻射下，系統(tǒng)自動捕獲太陽能，并產(chǎn)生持續(xù)的循環(huán)機(jī)械運動（有視頻）；（b）基于法拉第電磁轉(zhuǎn)換原理的光電轉(zhuǎn)化示意圖。
既然這種新系統(tǒng)可以捕獲太陽能轉(zhuǎn)換機(jī)械運動，機(jī)械能繼而也可以轉(zhuǎn)化為電能，因此，新系統(tǒng)還可以利用法拉第電磁轉(zhuǎn)換原理，將光信號自動持續(xù)的轉(zhuǎn)化為電信號（圖3b）。這可以啟發(fā)科學(xué)家和工程師們?nèi)ラ_發(fā)先進(jìn)的能量轉(zhuǎn)化裝置、太陽能收集和轉(zhuǎn)換器件、自驅(qū)動的無線傳感器等高精尖功能設(shè)備。
此外，新系統(tǒng)還可以用來構(gòu)筑微型、緊湊、輕便和低功耗特點的激光引導(dǎo)系統(tǒng)（圖4）。
文章插圖
圖4. 利用光控自動循環(huán)運動引導(dǎo)激光（視頻4-對應(yīng)d、e、f過程）
▲視頻4
從實驗室走向應(yīng)用開發(fā)，操作難度和生產(chǎn)成本常常是最卡脖子的地方。而自纏繞纖維執(zhí)行器（這個光控自動循環(huán)運動系統(tǒng)的關(guān)鍵組件），制備方法簡單且可規(guī)模化。整套系統(tǒng)的制造過程無需使用昂貴的設(shè)備，可以在任何材料實驗室中進(jìn)行，具有良好的通用性和實用性。
研究團(tuán)隊的最新實驗還證明，這種材料十分耐用，循環(huán)上百萬次之后幾乎沒有衰減。這對于產(chǎn)品工程師們而言，是否又是一大利好？
雖然目前我們無法一一羅列這套新系統(tǒng)究竟會給生活帶來哪些改變，但一定會有更多的后來者循跡而來，推動這項研究在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，就像蔓藤一樣，不斷獲得更大的生長空間。
【 太陽能|一株蔓藤帶來的靈感：西湖大學(xué)開發(fā)出光控自動循環(huán)運動新系統(tǒng)】（原題為《一株蔓藤帶來的靈感丨西湖大學(xué)智能高分子團(tuán)隊開發(fā)出光控自動循環(huán)運動新系統(tǒng)》。編輯李欣陽）
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