近日，東南大學(xué)智能材料研究院、化學(xué)化工學(xué)院楊洪教授課題組在光控軟驅(qū)動器研究領(lǐng)域取得重要進展，將拓撲學(xué)設(shè)計與液晶彈性體材料相結(jié)合，開發(fā)了一種具有多模態(tài)、自維持、可調(diào)諧運動的軟驅(qū)動器。研究成果發(fā)表在國際頂級期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》上，并被選為VIP論文。
多模態(tài)、自維持、可調(diào)諧運動模式是生命體的高級智能行為特征，例如海豚的自主擺動和翻滾，同時也是仿生軟體驅(qū)動器的科學(xué)研究熱點。軟體驅(qū)動器有望在無人為干預(yù)條件下，實現(xiàn)自我感知外部信號，做出決策，并執(zhí)行長期的特定任務(wù)。然而，制約軟體驅(qū)動器自主化發(fā)展的關(guān)鍵問題是單組分驅(qū)動器僅具備一種自維持運動模式，無法賦予單個驅(qū)動器多模態(tài)、自持續(xù)和可調(diào)諧的行為模式。
楊洪教授課題組設(shè)計了一種具備多模態(tài)、自持續(xù)和可調(diào)諧運動模式的光驅(qū)動塞費特曲面（Seifert surface）拓撲驅(qū)動器。該驅(qū)動器可自感知光源區(qū)域變化，其驅(qū)動組分自主調(diào)節(jié)為條帶狀或環(huán)狀，并適應(yīng)性地進入自維持振蕩或旋轉(zhuǎn)響應(yīng)模式。兩類自維持驅(qū)動模式執(zhí)行不同的負反饋回路，以此確保運動模式的精準和可持續(xù)性；并進一步應(yīng)用至基于壓電效應(yīng)的自振蕩發(fā)電和基于功率倍增機制的自旋轉(zhuǎn)貨物運輸領(lǐng)域。此外，本文驗證了塞費特曲面拓撲驅(qū)動器在戶外環(huán)境下的太陽光驅(qū)動自維持運動的可行性。
本文提出了拓撲結(jié)構(gòu)編碼軟體驅(qū)動器功能的新策略，將研究焦點從傳統(tǒng)的模塊化組裝和嵌入式算法轉(zhuǎn)移到簡單的拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)筑上，以實現(xiàn)功能的復(fù)雜化和自主化，為軟體驅(qū)動器的研究開辟新視角。
該工作得到了國家自然科學(xué)基金和科技部重點研發(fā)計劃的資助，論文第一作者為化學(xué)化工學(xué)院博士研究生聶振洲，通訊作者為楊洪教授，東南大學(xué)為唯一通訊單位。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202304081
中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會 中華人民共和國工業(yè)和信息化部 中華人民共和國應(yīng)急管理部 中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部 中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務(wù)部 中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會
江蘇省發(fā)展和改革委員會 江蘇省工業(yè)和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態(tài)環(huán)境廳 江蘇省科學(xué)技術(shù)廳 江蘇省商務(wù)廳 江蘇省應(yīng)急管理廳 江蘇省市場監(jiān)督管理局 江蘇省統(tǒng)計局
北京市化學(xué)工業(yè)協(xié)會 天津市石油和化工協(xié)會 遼寧省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 內(nèi)蒙古石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 重慶市石油與天然氣學(xué)會 河北省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 山西省化學(xué)工業(yè)協(xié)會 吉林省能源協(xié)會 黑龍江省石化行業(yè)協(xié)會 浙江省石油和化學(xué)工業(yè)行業(yè)協(xié)會 安徽省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 福建省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 江西省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 河南省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 湖北省石化行業(yè)協(xié)會 湖南省石油化學(xué)工業(yè)協(xié)會 廣東省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 海南省石油和化學(xué)工業(yè)行業(yè)協(xié)會 四川省化工行業(yè)協(xié)會 貴州省化學(xué)工業(yè)協(xié)會 云南省化工行業(yè)協(xié)會 陜西省經(jīng)濟聯(lián)合會 甘肅省石化工業(yè)協(xié)會 青海省化工協(xié)會
電話：協(xié)會：025-8799064 學(xué)會：025-86799482
會員服務(wù)部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證：蘇B2-20110130
電話：025-8799064
會員服務(wù)部：86918841
信息部：86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
電話：025-86799482
會員服務(wù)部：86918841
信息部：86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
