脱水折叠植物叶片仿生机器

湿度驱动折叠

模仿 Rhapis excelsa 叶片的铰链细胞结构,实现失水即可折叠的软机器。

郭克信 · Mingchao, Liu · Vella, Dominic J.R. · Süresh, Subra · Hsia, Kuen Jimmy

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2024

技术优势

折叠角度与失水线性相关

通过定量测量离体叶片脱水过程,发现折叠角度变化与水分流失之间存在明确的线性关系,使失水驱动的折叠行为可预测、可控制。

铰链细胞是折叠关键

折叠并非整体收缩所致,而是由叶片上一类特化的“铰链”细胞在失水时发生形变从而驱动整体折叠,这一结构机制可直接指导仿生设计。

抽象成可推广的标度模型

在实验基础上建立了离体叶片水分流失的标度关系模型,可将不同尺寸、不同失水条件下的折叠行为统一描述,为器件设计提供定量依据。

应用场景