想象一下，微型機(jī)器人在湖面上飛馳以檢查水質(zhì)或在洪水泛濫地區(qū)尋找人員。由于弗吉尼亞大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究人員的工作，這項(xiàng)技術(shù)正在更接近現(xiàn)實(shí)。受到大自然和昆蟲（例如在水上行走的水黽）的啟發(fā)，他們創(chuàng)造了兩種可以在液體表面上推動(dòng)自己的原型設(shè)備。

第一個(gè)稱為 HydroFlexor，使用鰭狀運(yùn)動(dòng)劃過表面。第二個(gè)名為 HydroBuckler，以模仿水行昆蟲的屈曲動(dòng)作向前“行走”。使這成為可能的關(guān)鍵創(chuàng)新是 HydroSpread 團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)。

為了在液體表面漂浮和移動(dòng)，機(jī)器人需要超薄、柔性的薄膜。制造此類薄膜的傳統(tǒng)方法包括在剛性表面（例如玻璃）上制造它們，然后將它們轉(zhuǎn)移到水中，這通常會(huì)損壞或破壞薄膜。然而，HydroSpread 技術(shù)允許直接在液體上制作薄膜。

在水上打印薄膜

研究人員在發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一篇新論文中詳細(xì)介紹了這一過程。首先，他們將液體聚合物墨水沉積在水面上，然后擴(kuò)散形成超薄無縫薄膜。然后使用激光切割和圖案化薄膜，直接在水面上創(chuàng)建機(jī)器人的腿和身體形狀。薄膜是雙層的，由兩層不同的層組成。當(dāng)施加來自外部紅外源的熱量時(shí)，兩層以不同的速率膨脹。這種差異導(dǎo)致薄膜彎曲和彎曲，從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。

研究小組在論文中評(píng)論道：“這項(xiàng)工作消除了軟設(shè)備制造中脆弱的制造后轉(zhuǎn)移，彌合了軟膜和結(jié)構(gòu)制造之間的差距，并為直接在液體環(huán)境中設(shè)計(jì)和部署功能性軟設(shè)備建立了一條簡化的途徑。

HydroSpread 方法是軟機(jī)器人技術(shù)的一項(xiàng)重大成就。它適用于各種類型的墨水和液體，使這些復(fù)雜設(shè)備的可擴(kuò)展大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。最終，這項(xiàng)技術(shù)使科學(xué)家能夠?qū)⒋嗳醯谋∧げ牧限D(zhuǎn)化為堅(jiān)固的軟設(shè)備，可用于水生環(huán)境，例如監(jiān)測水質(zhì)、協(xié)助搜救工作或進(jìn)行環(huán)境傳感。

除了機(jī)器人技術(shù)之外，這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)還可用于為可穿戴醫(yī)療設(shè)備制造超薄、有彈性的薄膜，以及為下一代電子產(chǎn)品制造高度耐用、可彎曲的組件。