Ученые создали самовосстанавливающийся материал для мягких роботов — Роботех

Ученые создали самовосстанавливающийся материал для мягких роботов

Исследователи из Университета Карнеги-Меллона разработали материал, который демонстрирует уникальное сочетание высокой электрической и теплопроводности с возможностями приведения в действие.

«Новый материал не только термически и электрически проводящий, но и интеллектуальный. воспринимает, обрабатывает и реагирует на окружающую среду без какого-либо внешнего оборудования. Поскольку он имеет нейроноподобные электрические пути, он на один шаг ближе к искусственной нервной ткани», — сказал Кармел Маджиди, доцент кафедры машиностроения, который руководит лабораторией мягких машин в Карнеги-Меллоне.

Маджиди является пионером в разработке новых классов материалов для использования в технике мягкой материи и мягкой робототехнике. Его исследовательская группа ранее создала передовую архитектуру материалов с использованием деформируемых жидких металлических микро- и нанокапель галлия-индия. Это первый случай, когда его лаборатория объединила эту технику с жидкокристаллическими эластомерами (LCE), типом резины с изменяющейся формой. Маджиди и его исследовательская группа сотрудничали с экспертом LCE Тейлором Уэйром, профессором биоинженерии в Техасском университете, Даллас, и его аспирантом Седриком Амбуло.

LCE похожи на жидкие кристаллы, используемые в дисплеях с плоскими панелями, но соединены вместе, как резина. Поскольку они перемещаются, когда подвергаются воздействию тепла, они обладают многообещающей функциональностью в качестве изменяющего форму материала; к сожалению, им не хватает электрической и теплопроводности, необходимой для активации памяти формы. Хотя жесткие наполнители могут быть включены для улучшения проводимости, они приводят к ухудшению механических свойств и способности LCE к изменению формы. Исследователи преодолели эти трудности, объединив жидкометаллиевый галлий-индий с LCE, чтобы создать мягкий растяжимый композит с беспрецедентной многофункциональностью.

Еще одной ключевой особенностью материала является его устойчивость и реакция на значительные повреждения.

«Мы наблюдали возможности электрического самовосстановления и обнаружения повреждений для этого композита, но обнаружение повреждений шло на шаг дальше, чем у предыдущих жидкометаллических композитов. Поскольку повреждение создает новые проводящие следы, которые могут активировать изменение формы, композит однозначно реагирует на повреждение», — пояснил Майкл Форд, научный сотрудник лаборатории Soft Machines Lab и ведущий автор изучение. 

Высокая электропроводность материала позволяет композиту взаимодействовать с традиционной электроникой, динамически реагировать на прикосновения и изменять форму обратимо. Его можно использовать в любом приложении, требующем растягивающейся электроники: здравоохранение, одежда, носимые компьютеры, вспомогательные устройства и роботы, а также космические путешествия.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *