科技日報北京2月27日電(記者劉霞)荷蘭萊頓大學物理學家在25日的《自然》雜誌刊發研究報告稱,他們製造出一種神奇的超資料,無需任何外力驅動就能自行收縮與展開,就像在自主“呼吸”一樣。這一成果為智慧可重構資料和微型機器人科技開闢了全新途徑。
研究團隊表示,這是人類首次在微觀世界打造出如此靈動的結構。這款超資料徹底顛覆了人們對物質的傳統認知:運動不再來自資料本身,而是源於粒子間精妙的連接管道,讓無生命的物質仿佛擁有了生命的律動。
團隊巧妙地將微小的二氧化矽球體(膠體微粒)組裝成精心設計的建築模塊,每個結構單元僅有人類髮絲寬度的1/10。這些微觀世界裏的“樂高積木”被塑造成菱形排列,通過精准控制粒子間的連接點,既確保了機械穩定性,又賦予了它們自由旋轉的靈動性。從基礎單元開始,研究人員逐步構建出更為複雜的架構,最終完美呈現出名為“籠目晶格”的超資料。
在光學顯微鏡下,這些微觀結構展現出驚人的景象,它們能够自發地收縮和展開。
團隊解釋說,由於熱能驅動,粒子能够自發運動,推動結構優雅地折疊與展開。這種運動絕非雜亂無章。當一組四邊形順時針旋轉時,相鄰組必逆時針響應,形成和諧的收縮與展開節律,仿佛資料在自主“呼吸”。
更令人振奮的是,團隊通過引入磁性微粒,能控制這種微觀“舞蹈”的節奏。磁場的開啟與關閉,精准控制著結構的收縮與擴張,為這項科技從實驗室走向現實應用鋪平了道路。
團隊同時構建了描述熱運動與超資料互作用管道的理論框架,實驗結果與理論預測高度吻合。
團隊展望,這種自主“呼吸”的超資料,將為人造肌肉、自我調整光學器件,乃至能自主響應環境變化的微型機器人奠定基礎。