想象一下，微型機器人在湖面上飛馳以檢查水質或在洪水泛濫地區尋找人員。由于弗吉尼亞大學工程與應用科學學院的研究人員的工作，這項技術正在更接近現實。受到大自然和昆蟲（例如在水上行走的水黽）的啟發，他們創造了兩種可以在液體表面上推動自己的原型設備。

第一個稱為 HydroFlexor，使用鰭狀運動劃過表面。第二個名為 HydroBuckler，以模仿水行昆蟲的屈曲動作向前“行走”。使這成為可能的關鍵創新是 HydroSpread 團隊開發的一項技術。

為了在液體表面漂浮和移動，機器人需要超薄、柔性的薄膜。制造此類薄膜的傳統方法包括在剛性表面（例如玻璃）上制造它們，然后將它們轉移到水中，這通常會損壞或破壞薄膜。然而，HydroSpread 技術允許直接在液體上制作薄膜。

在水上打印薄膜

研究人員在發表在《科學進展》雜志上的一篇新論文中詳細介紹了這一過程。首先，他們將液體聚合物墨水沉積在水面上，然后擴散形成超薄無縫薄膜。然后使用激光切割和圖案化薄膜，直接在水面上創建機器人的腿和身體形狀。薄膜是雙層的，由兩層不同的層組成。當施加來自外部紅外源的熱量時，兩層以不同的速率膨脹。這種差異導致薄膜彎曲和彎曲，從而產生運動。

研究小組在論文中評論道：“這項工作消除了軟設備制造中脆弱的制造后轉移，彌合了軟膜和結構制造之間的差距，并為直接在液體環境中設計和部署功能性軟設備建立了一條簡化的途徑。

HydroSpread 方法是軟機器人技術的一項重大成就。它適用于各種類型的墨水和液體，使這些復雜設備的可擴展大規模生產成為可能。最終，這項技術使科學家能夠將脆弱的薄膜材料轉化為堅固的軟設備，可用于水生環境，例如監測水質、協助搜救工作或進行環境傳感。

除了機器人技術之外，這項創新技術還可用于為可穿戴醫療設備制造超薄、有彈性的薄膜，以及為下一代電子產品制造高度耐用、可彎曲的組件。