【明報專訊】一般機械人需要連接摩打驅動,但摩打有一定體積,難以應用在微型機械人上。香港大學機械工程系的研究團隊發現,舊式充電池其中一種原材料「氫氧化鎳」,在光線照射下可產生驅動力,「郁動」力度更能提起相等於物料自身重量約3000倍的物件,料可用於製作微型機械人,甚或應用於幫助機械人做出表情、或製作晶片實驗室(Lab-on-a-chip)等。 脹縮產生驅動力 可提起3000倍重物件 港大機械工程系團隊獲研究資助局撥款40多萬元,經6年研究,發現化合物「氫氧化鎳(鎳音「聶」)」(Ni(OH)2)對空氣中的水分十分敏感,並可透過日常生活的可見光,促使其氧化及還原作用。過程中,氫氧化鎳的體積會即時收縮及膨脹,因而產生驅動力,更能提起自身重量約3000倍的物件。 氫氧化鎳每平方厘米4元 3小時製成 港大機械工程系系主任顏慶雲表示,氫氧化鎳過往主要用於製作充電池,今次是首次發現這個可用於機械人驅動的化學物理現象。顏說可作光驅動的物料不多,例如納米碳管,但其反應時間需時數十秒,價格亦較高昂;氫氧化鎳的反應即時,製作成本只需每平方厘米4元,並可在3小時內輕易製成。 顏慶雲笑言,其團隊發現此特性「純屬偶然」,研究最初是以鎳金屬為主要對象,但其反應少之又少。調整研究方向後,才以氫氧化鎳作研究,但當時只發現電力驅動的特性,「後來有一日(博士後研究員)關鍵鏵用光照一照,發現有反應」,才繼續向光驅動的方向研究(見另稿),研究文章本周在國際科學期刊Science Robotics發表。 可製微型機械人 推出產品料需逾5年 不過,氫氧化鎳亦有其局限。顏慶雲解釋,氫氧化鎳最厚只可去到0.5微米,由於十分柔軟,也不能大面積使用;如要應用,最好維持長闊剛好的條狀。對於未來應用,顏慶雲說是次發現屬基礎研究,要視乎科技界的認受性,料還需5至10年才會有產品推出。但他認為此特性較適合應用在微型機械人上,如製作機械螞蟻或草蜢,可在狹窄的環境中行走,檢測地下喉管是否有裂縫;又或者應用於大幅度活動的環境,例如做機械人的面部表情;以及做微型分析系統的晶片實驗室等。 明報記者
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