超灵活的碳纳米纤维用于软机器人的多维复杂变形传感
Xiangqi Liu1, Kunle Li1, Dihu Chen2
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Information Photonics Technology, Guangdong Provincial Key Laboratory of Functional Soft Condensed Matter, School of Material and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China.
ACS applied materials & interfaces
|October 31, 2024
概括
研究人员开发了灵活的碳纳米纤维灵感来自蜘蛛丝监测复杂的软机器人变形. 这些新型纤维能够精确感知多维形状变化,从而推进软机器人应用.
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:
- 软机器人表现出复杂的,多维的变形,挑战传统的运动监测.
- 现有的灵活传感器往往缺乏追踪这些复杂的表面变化的能力.
研究的目的:
- 设计和制造超灵活的碳纳米纤维,用于监测软机器人的复杂变形.
- 为了研究这些仿生纳米纤维的独特机械特性.
主要方法:
- 仿生设计灵感来自于蜘蛛丝.
- 使用电和碳化制造的制造.
- 微观折叠测试和机械模拟,采用原木原理.
主要成果:
- 制造的捆绑碳纳米纤维表现出180°的微观折叠,并在20万个循环中保持多维收缩而不损坏.
- 纤维具有超低的曲阻力,比A4纸低两个数量级.
- 曲阻力显示了与变形角度和半径相关的阶段变化.
结论:
- 开发的超灵活的碳纳米纤维非常适合制造软机器人的传感器.
- 一个传感器成功监测了不规则的收缩变形.
- 这项工作为软机器人的极端形状变形监测设计导电材料提供了新的途径.
