相信大家对松果都非常熟悉,其具有显著的吸湿变形特征,被广泛的用作人工致动器的刺激响应模型系统,该特征主要是根据环境的湿度来打开和关闭其外在尺度,实现一个刺激响应性行为。然而,之前的研究一直忽略了松果的刺激响应性变形是一个非常慢的过程。
最近,来自中科院理化技术研究所的王树涛研究员团队首次模拟并揭示了松果(具有独特的平行排列的弹簧/方形微管异质结构)的维管束主导吸湿运动,其特征是与外部骨细胞的超慢运动。
文章要点:
1) 研究通过分析对比,发现其内部的弹簧微管沿纵轴方向的吸湿变形程度,比方形微管的变形程度要大许多,这一不平衡的变形过程使得维管束产生弯曲,从而驱动鳞片移动;
2) 具有良好保水性的外部骨细胞使维管束触发的变形能够超缓慢地进行,基于此,研究者们开发了能够实现可控但及其缓慢运动的软致动器,该制动器的运动速度几乎比现有的同类致动器低两个数量级,从而使得所开发的软致动器非常适用于伪装和侦察等方面。
参考资料:
Zhang, F., Yang, M., Xu, X. et al. Unperceivable motion mimicking hygroscopic geometric reshaping of pine cones. Nat. Mater. (2022).
DOI: 10.1038/s41563-022-01391-2
https://doi.org/10.1038/s41563-022-01391-2