Closed Twisted Hydrogel Ribbons with Self‐Sustained Motions Under Static Light Irradiation

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作者
Qing Zhu,Weixuan Liu,Olena Khoruzhenko,Josef Breu,Huiying Bai,Wei Hong,Qiang Zheng,Zi Liang Wu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
被引量:6
标识
DOI:10.1002/adma.202314152
摘要

Abstract Self‐sustained motions are widespread in biological systems by harvesting energy from surrounding environments, which inspire scientists to develop autonomous soft robots. However, most‐existing soft robots require dynamic heterogeneous stimuli or complex fabrication with different components. Recently, control of topological geometry has been promising to afford soft robots with physical intelligence and thus life‐like motions. Reported here are a series of closed twisted ribbon robots, which exhibit self‐sustained flipping and rotation under constant light irradiation. Both Möbius strip and Seifert ribbon robots are devised for the first time by using an identical hydrogel, which responses to light irradiation on either side. Experiment and simulation results indicate that the self‐regulated motions of the hydrogel robots are related to fast and reversible response of muscle‐like gel, self‐shadowing effect, and topology‐facilitated refresh of light‐exposed regions. The motion speeds and directions of the hydrogel robots can be tuned over a wide range. These closed twisted ribbon hydrogels are further applied to execute specific tasks in aqueous environments, such as collecting plastic balls, climbing a vertical rod, and transporting objects. This work presents new design principle for autonomous hydrogel robots by benefiting from material response and topology geometry, which might be inspirative for the robotics community. This article is protected by copyright. All rights reserved
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