Прототип крыла для роботов-насекомых взмахивает на свету

Создавая все более миниатюрные летающие аппараты, инженеры острее испытывают сложности с их питанием — пожалуй, наиболее массивной и объемной частью таких систем. Неудивительно, что разработчики то и дело экспериментируют с самыми разными нестандартными способами обеспечить своих «робонасекомых» энергией.

Новый инновационный подход к решению этой проблемы продемонстрировали Ниньгуй Юань (Ningyi Yuan) и Цзяньнин Дин (Jianning Ding) и их коллеги из Университетов Чанчжоу и Цзянсу. В статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, китайские разработчики описывают «гибкое биобабочкино крыло» (Flexible Bio-Butterfly Wing, FBBW), позволяющее крыльям летательного микроаппарата взмахивать самостоятельно, под действием обычного солнечного света.

FBBW состоит из гибкой полимерной пленки, верхняя поверхность которой покрыта тончайшим слоем наноразмерных металлических кристаллов. Излучение, падающее на эту поверхность, разогревает крыло и заставляет его структуры расширяться. При этом полимер — фторэтиленпропилен (фторированный этилен-пропилен, FEP) — расширяется сильнее верхнего металлического слоя, заставляя структуру деформироваться.

Как только крыло скручивается, его верхняя поверхность оказывается в тени. Оно моментально остывает и расправляется, готовое к следующему циклу работы. На испытаниях прототип FBBW закрепили одним концом на неподвижной основе, заставляя крыло изгибаться и взмахивать.

Варьируя различные параметры его работы, инженеры добились частоты взмахов почти в 4,5 Гц — больше, чем у настоящих живых бабочек. Авторы продемонстрировали и некоторые реальные способы применения технологии FBBW, включая миниатюрную плавающую машину и генератор, вырабатывающий электричество из взмахов «солнечного крыла».