科學家研制出會“跳舞”的薄膜，能將微小能量轉化為可利用能量！

能源短缺一直是各個國家都十分關注的話題，一個國家經濟發(fā)展的水平總是和其能源狀況息息相關。解決能源短缺有兩個途徑，一是發(fā)展新能源的應用，二是增大已開發(fā)能源的使用效率。隨著時代的發(fā)展，開發(fā)新能源的思路也不僅僅局限在開發(fā)日常中可見能源，而是將我們日常生活中一些微小能量轉化為可利用能量，比如說一些可穿戴設備可以將人運動時產生的震動轉化為電能。

日前，RIKEN 應急物質科學中心、東京大學的Takuzo Aida教授和RIKEN 應急物質科學中心的Daigo Miyajima教授等人設計了一種可以根據空氣濕度或是光照情況變化自啟動的致動器，當外界濕度變化或者光照情況改變時，這種具有碳氮共軛結構的薄膜就會隨之變化形態(tài)，好似一位熱愛舞蹈的舞者。這種薄膜的響應速度非常迅速并且其彎折角在彎折10000次后仍不衰減。此種設計有望在一系列領域獲得應用。

該材料由碳氮化合物構成，其合成過程如下圖所示，通過在玻璃基底上以沉積的方法得到碳氮化合物，然后通過在熱水中浸泡的方式得到薄膜。

在溫度一定的情況下（27℃），薄膜隨著環(huán)境濕度的減小彎折角度增大（下圖a）；對比薄膜在20℃以及40℃下形態(tài)變化還可以發(fā)現，高溫下由于氫鍵被破壞，薄膜易于變形（下圖b）。

當在紫外光照射時，由于光引發(fā)化合物薄膜中鍵的變化，薄膜形態(tài)改變（下圖a）；而在經過10000次的彎折后，薄膜的彎折角度大小基本無衰減（下圖b）；且在有/無紫外光條件下，薄膜形態(tài)可以快速恢復（下圖c）。

研究還發(fā)現，薄膜在一定濕度條件下存在自致動機制。

此類碳氮共軛聚合物結構在不同濕度以及光照情況下可快速變化從而對外界刺激產生響應，此類材料的優(yōu)點在于其致動的能量很小，在未來，此類自致動器將越來越向低能量啟動方向發(fā)展。

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