Ученые из Технического университета Эйндховена (Нидерланды) и Кентского университета (штат Огайо, США) создали материал, изгибающийся под действием света и способный двигаться в определенном направлении, подобно гусенице. Статья, посвященная разработке, была опубликована в журнале Nature.
Как поясняет N+1, поведение материала, созданного на основе азобензола, базируется на явлении фотоизомеризации, при котором он меняет свою структуру под действием облучения от одного изомера к другому. Чтобы преобразовать этот эффект, происходящий на молекулярном уровне, в полноценное макроскопическое движение, ученые создали полоски на основе этого полимера и расположили мономеры таким образом, что они плавно поворачивались от параллельного состояния на одной стороне полоски к перпендикулярному на другой.
Таким образом, молекулы на первой стороне сокращались вдоль полоски, а на второй - перпендикулярно, и в результате полоска сокращалась и расширялась вдоль своей оси. При этом полоска освещалась ультрафиолетовым излучением почти горизонтально, и при выгибании отдельного фрагмента он заслонял свет для остальной части.
Из-за того что пленка нагревалась при облучении, при затенении тепло инициировало процесс обратной изомеризации. Совмещение процессов выгибания и расслабления фрагментов пленки создавало волну вдоль полоски, направление который зависело от того, какая из сторон полоски освещалась ультрафиолетом.
Чтобы создать на основе материала движущееся устройство, исследователи закрепили полоску полимера внутри прямоугольной рамки, длина которой была меньше длины полоски. Небольшое видео, демонстрирующее процесс движения «гусеницы», было опубликовано на YouTube.
Как отмечается на сайте Технического университета Эйндховена, разработка представляет собой первое в мире устройство, которое напрямую преобразует свет одного неподвижного источника для движения.