近日，中国科学院理化技术研究所王树涛教授和北京航空航天大学刘欢教授在《自然材料》杂志上发表的一项研究中，揭示了超慢运动的秘密。松果和开发的模仿致动器能够实现不可感知的运动。

研究人员揭示了松果超慢动作的秘密

响应式执行器凭借其在柔性机器人、传感器、能量转换等领域的巨大潜在应用引起了广泛关注。松果是一种众所周知的用于构建人工致动器的仿生模型。

然而，很少有人注意到松果的吸湿运动是一个超慢的过程。吸湿变形长期以来一直归因于维管束(VBs)和巩膜的不均匀吸湿膨胀，受它们不同的微纤维方向控制。该机制无法解释VB本身能够进行可逆吸湿运动的观察结果。因此，松果超慢速运动的机制长期以来一直不清楚。

在这项工作中，研究人员发现VB由独特的平行排列的弹簧/方形微管组成，形成异质结构。弹簧微管沿纵轴方向显示出比方形微管大得多的吸湿变形。这种变形使VB弯曲，因此随着湿度的变化驱动鳞片移动。

此外，具有良好保水性的软外巩膜可减慢VB触发的运动，而不会影响运动幅度。

从这一观察中汲取灵感，研究人员制备了一维(1D)异质结构弹簧/方形柱，其中填充有吸湿性聚合物来模拟鳞片中的皮肤，这增加了水的扩散路径并降低了整体膨胀速度。以弹簧/方形柱为基本单元，他们开发了软致动器，可实现可控但不可感知的运动，这比其他报告的致动器实现的运动慢两个数量级。

王教授说：“这项研究为了解众所周知的松果和其他能够移动的植物组织的吸湿变形提供了深刻的见解，同时也为开发刺激响应的致动器提供了深刻的见解，这些致动器使运动能够以极其缓慢和难以察觉的方式进行。”

刘教授表示，他们设想这种致动器能够实现超慢动作，用于各种伪装和侦察应用。