响应光和溶剂的双层水凝执行器具有可逆曲行为
Gorkem Liman1, Esma Mutluturk2, Gokhan Demirel1
1Bio-inspired Materials Research Laboratory (BIMREL), Department of Chemistry, Gazi University, 06500 Ankara, Türkiye.
ACS materials Au
|July 15, 2024
概括
这项研究介绍了一种新型的双层水凝系统,将光敏的螺旋聚烯胺 (SP-PAAm) 与聚烯胺 (PAAm) 结合起来,用于快速自折叠的软机器人执行器. 这款四臂式设计在短短15分钟内实现了75°折叠.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 响应光的水凝在对光的反应中表现出受控的胀.
- 结合响应性和非响应性聚合物,可以实现软机器人的自折叠功能.
- 在这些系统中实现快速响应时间仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种简单而通用的双层聚合物设计,用于光诱导的自我折叠.
- 在不同条件下研究光敏水凝的膨胀行为.
- 为了证明这些水凝在软机器人执行器应用中的潜力.
主要方法:
- 使用响应光的螺旋聚烯胺 (SP-PAAm) 和不响应光的聚烯胺 (PAAm) 制造双层水凝.
- 使用LED光照射 (波长不同) 和不同的溶剂介质评估水凝膨胀度.
- 评估单臂和四臂双层水凝平台的自折叠能力.
主要成果:
- 在DMF中蓝色LED照明下,SP-PAAm水凝达到约370%的膨胀比.
- 一臂双层水凝证明了在30分钟内以40°的角度自我折叠的能力.
- 四臂双层平台表现出增强和快速折叠,在大约15分钟内达到75°的角度.
结论:
- 开发的双层水凝设计提供了一种简单有效的方法,用于创建响应光的自折叠系统.
- 四臂平台的快速折叠行为突出了它们对先进软机器人执行器的潜力.
- 这项工作为设计聚合物执行器和具有可调节光响应的软机器人系统开辟了新的途径.
