新型酸驱动生物灵感自重置双层水凝执行器模仿自然肌肉
Mengmeng Nan1, Kangle Guo1, Tao Jia1
1College of Chemistry, Chemical Engineering and Resource Utilization, Northeast Forestry University, Harbin, Heilongjiang 150040 People's Republic of China.
ACS applied materials & interfaces
|February 9, 2024
概括
研究人员开发了一种可自行恢复的双层水凝执行器,模仿自然肌肉. 这种人工肌肉使用化学燃料 (H+) 和反网络进行临时变形和自发的形状恢复.
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
- 生物模拟技术是什么?
背景情况:
- 软机器人需要人工肌肉用于各种应用,如制造业和医疗治疗.
- 对外部刺激有反应的水凝执行器是肌肉类材料的有希望的候选者.
- 现有的响应刺激的水凝执行器往往缺乏自动性和自我恢复能力.
研究的目的:
- 开发一种由化学燃料驱动的,可自重置的双层水凝驱动器.
- 模仿自然肌肉的执行机制和自动性.
- 探索燃料驱动的自重置水凝作为动态材料的潜力.
主要方法:
- 制备一个双层水凝执行器.
- 使用一个负反反应网络,涉及H+,BrO3和Fe (CN) 6^4- .
- 使用H+作为化学燃料来诱导暂时变形.
主要成果:
- 水凝执行器在添加H+后显示暂时变形.
- 反反应网络消耗了H+,导致自发的pH和形状恢复.
- 执行器的执行机制和自动性非常类似于自然肌肉.
结论:
- 一个新型的化学燃料驱动的自重置双层水凝驱动器已经成功准备好.
- 这种执行器表现出类似肌肉的特性,包括执行和自动性.
- 燃料驱动的自重置水凝显示出模仿生物功能的显著前景.
