Микроскопические конструкции, созданные на основе жидкокристаллических эластомеров, подобно растениям, ориентируются на свет и стремятся к источнику света.
Инженеры из Гарвардского университета разработали конструкцию на основе жидкокристаллических эластомеров ( Liquid Crystal Elastomers, LCE), демонстрирующую изменение ориентации элементов под воздействием температуры и освещения. Принцип их функционирования опубликована в журнале PNAS.
Жидкокристаллические эластомеры уже не являются новинкой. В августе исследователи из Колорадского университета в Боулдере воспользовались этой технологией для создания материала, который менял форму под воздействием тепла. Исследователи из Гарварда пошли дальше: они заметили, что все жидкокристаллические элементы внутри LCE во время синтеза выстраивались вдоль магнитного поля, которое на них воздействовало, и сохраняли эту позицию после затвердевания. Изменяя направление магнитного поля в процессе образования, ученые могли диктовать то, как итоговые формы LCE будут деформироваться при нагревании до температур, нарушающих их жидкокристаллическую структуру. При этом эксперименты показали, что формы могут не только изгибаться, но удлиняться и сжиматься.
Затем авторы перешли к обеспечению светочувствительности материала. В процессе полимеризации в его структуру были добавлены светочувствительные молекулы. Под воздействием света сторона эластомера, обращенная к источнику, уменьшалась в объеме, что приводило к деформации всей формы и ее наклону в сторону света.
Инженеры уже предложили вероятное применение данной технологии. Эти структуры из жидких кристаллов можно интегрировать в солнечные панели. В этом случае панели смогут изгибаться, подобно цветам, поворачиваясь к солнцу в течение всего дня, что обеспечит более эффективное поглощение света. Однако это не единственный проект, который планируют авторы. Профессор химии Джоанна Айзенберг ( Joanna Aizenberg) рассказывает подробнее:
«В настоящее время в нашей лаборатории реализуется сразу несколько направлений, связанных с управлением химическими процессами в жидкокристаллических эластомеров (LCE). Это позволяет нам добиваться уникальных деформационных характеристик. Мы убеждены, что эти динамические структуры, созданные под влиянием природных принципов, окажутся полезными во множестве областей».
Ранее физики из Варшавского университета создали эластомерную робогусеницу, которая управляется с помощью лазерного импульса и способна имитировать локомоцию настоящей живой гусеницы.