双网颗粒状弹性体的3D打印,其机械性能在本地范围内有所不同

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
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 软执行器和机器人需要具有空间控制机械性能的材料.
• 弹性体是多功能性的,但通常缺乏局部性质变化的方法.
• 直接墨水写作 (DIW) 是微尺度材料图案的有希望的技术,但大多数弹性体前体与DIW不兼容.

研究的目的:

• 引入可3D打印的双网颗粒型弹性体 (DNGEs),具有可调节的机械性能.
• 为了证明DIW在制造具有局部变化的刚性和伸展性的弹性体方面的能力.
• 探索这些新型弹性体在制造复杂软机器人组件中的应用.

主要方法:

• 开发具有可调节的风湿性质的双网颗粒弹性体 (DNGEs).
• 利用直接墨水写作 (DIW) 进行3D打印这些弹性体前体.
• 具有空间控制的机械特征的弹性体结构的制造,包括嵌入刚性元素的软机器人手指.

主要成果:

• DNGEs表现出前所未有的可调整的终极拉伸应变和刚性的范围.
• 使用DIW成功3D打印DNGEs,克服了传统弹性体前体的局限性.
• 证明了功能性弹性体手指的制造,具有柔软的皮肤和刚硬的内含物.
• 创建了具有局部变化的刚度的弹性体板,表现出受控的变形和扭曲.

结论:

• DNGEs提供了一种新的材料解决方案,用于创建具有空间定制机械性能的软材料.
• DNGEs的DIW兼容性使得用于先进软材料应用的精确微观图案成为可能.
• 这些材料对下一代智能可穿戴设备,应变传感器,假肢,软执行器和机器人具有重大潜力.