研究人员通过水蒸发产生变形晶体

在夏日的水坑里消失时观察到的水蒸发是一个非常强大的过程。如果加以利用，则该过程可以提供清洁的能源来为机械设备提供动力。CUNY(CUNY ASRC)由研究生中心高级科学研究中心的研究人员领导的国际科学家团队在《自然材料》上发表了一篇新论文，详细介绍了可将蒸发能量直接转化为强大运动的变相晶体的发展。

这些水响应性材料是通过使用称为三肽的简单生物构建基变体创建的，以创建同时具有刚性和可变形性的晶体。这些材料由水紧密结合的纳米级孔的三维图案组成，这些孔散布着由刚性和柔性区域组成的分子网络。当湿度降低并达到临界值时，水会从孔中逸出，导致互连网络的强大收缩。这导致晶体暂时失去其有序的图案，直到湿度恢复并且晶体恢复其原始形状。这种新设计的过程可以反复重复，从而产生了一种非常有效的收集蒸发能量的方法来执行机械工作。

研究生中心博士说：“我们本质上创造了一种新型的执行器，该执行器由水蒸发驱动。” 该研究的第一作者，CUNY ASRC纳米科学计划的研究员Roxana Piotrowska。“通过观察其活动，我们已经能够确定水响应性材料如何有效地将蒸发转化为机械能的基本机制。”

该研究的通讯作者陈晨说：“我们的工作使我们能够在分子尺度上直接观察材料的蒸发驱动的致动，他的研究与CUNY ASRC纳米科学计划的实验室共同领导了这项研究。“通过学习如何有效地提取能量从蒸发转化为运动，可以为包括蒸发能量收集装置在内的许多应用设计更好，更高效的执行器。''

CUNY ASRC纳米科学计划主任说：“重要的是，我们设计的晶体是由与蛋白质完全相同的构建基块生产的，但它们得到了根本简化，因此，可以针对此应用精确调整和合理优化其性能。” Rein Ulijn，由他的实验室牵头负责这项研究的生物分子设计方面。“使用生物构件来创造这项新技术的美妙之处在于，所形成的形态发生晶体具有生物相容性，可生物降解性，并且具有成本效益。”

通过结合基于实验室的实验和计算机模拟，研究人员能够识别和研究控制这些晶体驱动的因素。这种方法带来了新的见识，这些见识为设计提供了更有效的方法来将蒸发用于多种应用，其中可能包括由水 蒸发提供动力的机器人组件或机械微型和纳米机器。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！