三重响应软执行器具有塑性保留变形和磁性可编程恢复
Wenwen Li1, Min Sang1, Congcong Lou1
1CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials, Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230027, PR China.
ACS nano
|November 21, 2023
概括
研究人员开发了一种新型的三重响应软执行器,使用纤维素纳米纤维/聚乙烯醇/液体金属和磁性聚二甲基. 这种执行器实现了无功耗的形状保留和可编程恢复,推进了软机器人和可穿戴技术.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 软执行器需要多刺激响应和可编程形状恢复,用于软机器人,电子和可穿戴设备的应用.
- 当前的驱动策略在外部能量被去除后,难以保持无功率的形状.
研究的目的:
- 开发一种具有三重刺激响应 (电热,NIR,磁) 和可编程形状恢复的新型软执行器.
- 为了使软执行器能够在无动力状态下保持形状.
主要方法:
- 使用自组装密度沉积方法制造三重响应执行器.
- 执行器包括一个纤维素纳米纤维/聚乙烯醇/液体金属 (CNF/PVA/LM) 层和一个磁性聚二甲基 (MPDMS) 层.
- 利用CNF/PVA/LM的热塑转移行为进行形状固定和回收.
主要成果:
- 制造的执行器展示了可控制的大型变形的固定和在磁场下可编程的恢复.
- 用这些软执行器构建的滚动机器人显示出有效的避障能力.
- 航母机器人展示了成功的物体处理和可编程释放功能.
结论:
- 开发的执行方法使无功率的形状保持和可编程恢复成为可能,解决软执行器技术的关键局限性.
- 这项工作有助于更合理地利用多种刺激,用于软机器人技术及其他领域的先进应用.
- 三重响应执行器显示出在机器人,电子和可穿戴设备领域的实际应用的巨大潜力.
