在软件设备中实现实时自主自我修复的3D打印弹性体
Joseph G Beckett1,2, Carl J Thrasher3, Joshua Michonski1,2
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of Dayton, Dayton, Ohio 45469, United States.
ACS materials letters
|January 10, 2025
概括
这项研究介绍了一种可3D打印的弹性体,它在没有外部刺激的情况下快速自我愈合. 这一突破使软件设备的自主修复成为可能,提高了它们的耐用性和实用性.
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
- 软机器人软机器人 软机器人软机器人
背景情况:
- 可光疗自愈弹性体为软设备提供了潜力,但面临着外部刺激依赖性和缓慢修复时间等局限性.
- 当前的材料往往需要定制合成,手工干预和漫长的愈合过程,这阻碍了实际应用.
研究的目的:
- 开发一种可3D打印的弹性体,具有快速,自主自我修复的能力.
- 克服软件应用现有的自我愈合材料的局限性.
主要方法:
- 使用商业可用的前体合成了混合烯酸/乙烯弹性体.
- 利用光聚合用于弹性体结构的3D打印.
- 嵌入结构化鱼骨移植以增强性和直接故障远离治愈的接口.
主要成果:
- 实现了几乎瞬间的,无刺激的弹性体的自我愈合.
- 证明了机械性能的显著恢复,在损坏后的拉伸应变率高达344%.
- 通过鱼骨移植,性增加了18倍.
- 在环境条件下在几秒钟内自愈的软机器人设备的制造原型.
结论:
- 开发的弹性体提供了一个可扩展的策略,用于实时,自主恢复受损软件设备的功能.
- 这种材料显著提高了软机器人和其他软电子应用的实用性和耐用性.
