可编程空间磁化立体石版印刷生物仿真软机器的薄壁结构
Xianghe Meng1, Shishi Li1, Xingjian Shen1
1State Key Laboratory of Robotics and Systems, Harbin Institute of Technology, Harbin, 150080, China.
Nature communications
|November 30, 2024
概括
研究人员开发了一种新的3D打印方法,使用均的磁场来创建空心软机器. 这些磁性软机器模仿生物功能,如流体运输和送,用于生物医学应用.
科学领域:
- 软机器人软机器人 软机器人
- 生物仿真工程 生物仿真工程
- 材料科学是一种材料科学.
背景情况:
- 带有异构磁化的软机器为仿生应用提供了潜在的潜力.
- 在软机器中模拟复杂的空心生物结构及其动态行为仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种先进的3D打印方法,用于制造具有内部空洞和可编程磁化的薄壁软机器.
- 为了使软机器能够模拟复杂的生物功能和行为.
主要方法:
- 使用了三维统一的磁场辅助立体石版.
- 采用哈尔巴赫阵列和电磁电磁体,产生可调整的均磁场 (高达80毫升).
- 嵌入有图案的紫外线用于固化,以及支持策略和优化材料组成,以提高印刷稳定性.
主要成果:
- 成功制造了具有高空洞比率 (高达0.92) 的薄壁磁软机器.
- 证明了可编程磁化和可控制的形状变化/运动,以应对磁刺激.
- 实现了功能,包括环静电推进,单向流体输送,周期性送和吸入-驱逐变形.
- 实现了这些复杂软机器的并行制造.
结论:
- 开发的印刷技术为制造复杂的空心软机提供了可行的解决方案.
- 这种方法在推进仿生学应用方面具有相当大的潜力,特别是在生物医学领域.
- 制造的软机器有效模拟复杂的生物行为和功能.
