使用软光子晶体机器人检测甲醇-光子晶体的概念

开发检测水中甲醇污染的试剂盒

机器人目前用于工业场所和领域，包括灾难救援、医疗、安全和国防。传统的金属机器人由于刚性体结构而发挥强大的操作能力，其关节连接到电机等执行器。但是，它们可能难以灵活移动，并且在故障期间可能会造成伤害。最近，出现了由光滑灵活的材料制成的“软机器人”，但它们可能比金属机器人更难控制。

由功能复合材料研究中心的Dae-Yoon Kim博士，碳复合材料研究中心的Seung-yeol Jeon博士和全北国立大学（JBNU）聚合物纳米科学与技术系的Kwang-Un Jeong教授组成的研究小组成功制造了具有Janus结构的软机器人，并开发了用于甲醇检测的智能传感器。

实现植物、昆虫和动物的各种运动

受章鱼等软体动物自由运动的启发，研究小组采用了一种方法，让软机器人的运动自发地对周围环境做出反应，而不是通过精确的计算来控制它。通过对两种具有不同可扩展性的柔性聚合物薄膜进行图案化，允许软机器人根据周围环境向所需方向自然移动。

它的运动包括弯曲、折叠和扭曲。此外，在蝴蝶等昆虫中发现的螺旋纳米结构被引入软机器人中，从而产生选择性反射各种颜色光的光子晶体特性。当软体机器人因周围环境的变化而移动时，用户可以通过颜色变化轻松识别这一点。

过度接触甲醇会导致人类头痛、呕吐、头晕和视力障碍，并可能致命。然而，由于甲醇比乙醇便宜 70% 以上，因此在 COVID-19 之后，误用和滥用的案例正在增加。作者开发了一种传感器，可以通过应用开发的软光子晶体机器人轻松快速地检测水中的甲醇污染。

使用软光子晶体机器人的甲醇检测传感器可以多次重复使用，因此非常经济。机器人不需要电力即可操作，因此可以在任何位置轻松检测水中的甲醇。此外，软机器人螺旋纳米结构的圆极化特性难以锻造和改变，因此在确保产品可靠性方面非常有效。

KIST的Dae-Yoon Kim博士说：“这项研究对于在日常生活中实施软机器人具有重要意义。未来，当开发出能够迅速同时响应各种外部刺 激的多刺 激响应材料时，软机器人将广泛商业化。