极地探险的高度伸缩,自我愈合和敏感的电子皮肤在-78°C
Kai Yang1, Qingsi Li1, Shu Tian1
1Department of Biochemical Engineering, School of Chemical Engineering and Technology, Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (MOE), Tianjin University, Tianjin 300350, China.
Journal of the American Chemical Society
|March 22, 2024
概括
研究人员为机器人开发了一种新的电子皮肤 (e-skin), 这种自我修复的电子皮肤为极地探险机器人提供敏感的触觉反.
科学领域:
- 材料科学
- 机器人技术
- 聚合物化学
背景情况:
- 机器人在极寒条件下进行探索需要先进的触觉感应.
- 现有的电子皮肤在超低温度下缺乏灵敏度和自我愈合能力.
研究的目的:
- 开发一种耐超低温的电子皮肤 (e-skin),具有敏感的触摸感和自我愈合特性.
- 在低至-78°C的温度下研究弹性体的结构性能关系.
主要方法:
- 制造具有四重结基因 (UPy) 的高分子聚合物弹性体.
- 对侧链与主链UPy弹性体的结构性能关系的研究.
- 使用弹性体和电墨的机器人手电子皮肤的构建.
主要成果:
- 与主链UPy弹性体相比,侧链UPy弹性体在超低温度下表现出更好的伸展性 (∼3257%) 和自我愈合效率.
- 开发的电子皮肤在-78°C时能准确感知物体形状和符号.
- 电子皮肤的感觉在损伤后完全自我恢复.
结论:
- 具有侧链UPy单元的超分子弹性体对超低温应用具有前景.
- 在极端极地环境中增强机器人的能力.
- 在人类存在有限或危险的地方实现更安全和更有效的机器人探索.


