모바일 로봇의 다운사이징은 기존의 전기기계적 시스템이 질량과 크기에 따라 유리하게 스케일되지 않기 때문에 전력 및 제어 측면에서 장애에 직면한다. 기능성 소재의 최근 발전에도 불구하고, 소형 로봇에서 효율적인 에너지 저장, 구조적 통합, 요구 시 에너지 방출을 가능하게 하는 것은 여전히 어려운 과제로 남아 있다. 동물의 대사 전략에서 영감을 받아, 우리는 소형 수영 로봇의 체현된(embodied) 에너지를 위한 연료 담지체 분자를 설계하였다. 우리는 초저 표면장력 단위를 광가역적(photolabile) o-니트로벤질 유도체에 통합하여, 연료 저장과 제어된 방출을 위한 새로운 광반응성 분자를 도출하였다. 이 두 특성을 결합하면, 담지체 분자는 UV 빛 아래에서 결합이 절단되어 연료를 방출하고, 국소적으로 표면장력을 조작하여 마랑고니 흐름(Marangoni flows)을 생성한다. 우리는 이 연료 담지체를 손쉽게 가공할 수 있는 폴리머 복합재에 포함시켜, 체현된 에너지와 제어 기능을 갖춘 구조 구성요소로서의 적용을 가능하게 하였다. 이러한 접근법을 마랑고니 미세펌프 시스템, 표면장력 활성 입자 수송, 그리고 광화학적 on-off 추진과 자기 제어를 결합한 무선(untethered) 하이브리드 마이크로로봇에 적용하였다. 본 소재 플랫폼은 구조 구성요소에 연료와 에너지를 저장하고 정밀하게 필요 시 방출하기 위한 다목적 해결책을 제공하며, 마이크로로봇, 소프트 디바이스 및 능동 물질(active matter) 시스템에서 체현된 에너지 설계의 새로운 기회를 열어준다.

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