カエデのsamaraはautorotationしながら落下し、leading-edge vortexを利用して種子を運びます。2024年の Nature Communications 研究は、このflight architectureをazobenzene-crosslinked liquid crystal network（azo-LCN）へ移し、光でwing shapeを変えて飛行parameterをremote controlしました。
natural samaraに近いmassとautorotation
人工samaraはazo-LCN wing、natural seed root、mass-balancing LCN stripからなり、mass 33.1 mg。研究で使ったdry natural maple samaraは34 mgでした。
still airでnatural samaraのterminal velocityは72.1 cm/s、artificial seedは98.4 cm/s。cone angleはそれぞれ約17°、15°で、autorotary mechanicsを再現しています。
UV/blue lightでbistable shapeを切り替える
azobenzene photoswitchを含むLCN filmはlight irradiationでreversible/bistable deformationします。wing curvatureが変わるとterminal velocity、rotation rate、circling radius/positionが変化しました。
この差を使い、indoor/outdoor drop testでlanding dispersionをoptically modulateしています。
「好きな場所へ精密誘導」ではない
lightでflight modeとstatistical landing distributionを変えましたが、GPS droneのように任意のcoordinateへclosed-loop navigationするsystemではありません。wind disturbance下のprecision、payload、communication、large swarm controlは別課題です。
maple以外のflight modeにも展開
同じphotoresponsive film platformをJavan cucumber seed-like glider、parachute、artificial dandelion seedにも展開し、geometry scalabilityを示しました。
将来のdistributed sensor deliveryなどに興味深いplatformですが、現段階はsmart-material microflier researchです。
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参考文献
- Yang J et al. Photochemically responsive polymer films enable tunable gliding flights. Nature Communications. 2024;15:4684. https://doi.org/10.1038/s41467-024-49108-0
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