软毫米机器人的无模板3D可编程磁化,由层间应力诱导
Jie Han1,2, Shuideng Wang3, Zhiqiang Zheng2,3
1Ministry of Education Key Laboratory for Non-Equilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter, Shaanxi Province Key Laboratory of Advanced Functional Materials and Mesoscopic Physics, School of Physics, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, Shaanxi, China.
概括
本研究介绍了一种无模板的方法,用于创建3D磁软机器. 该技术使用压力诱导的形状变形用于医药和机器人的可扩展,可编程的磁性设备.
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
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 目前用于软设备的磁性编程方法依赖于模板,限制了可扩展性和精度.
- 现有的技术是连续的,劳动密集型,阻碍了大规模生产和设计灵活性.
研究的目的:
- 为制造可编程3D磁软设备开发一种新的,无模板的,整合性的战略.
- 为精确的磁域编程展示一种可扩展和成本效益的方法.
主要方法:
- 利用因温度变化引发的Xerogel-PDMS双层材料中压力诱导的3D形状变形.
- 采用基于激光的雕刻和切除,以精确控制应力和材料特性.
- 实现精确调节压力诱导的变形和磁性响应区域,分辨率为20μm.
主要成果:
- 通过应力和相位转换成功创建了具有精确定制磁域的软机器.
- 在kirigami元材料,信息加密和millirobots中展示了可重新配置的机械行为.
- 实现了超过1.8 T的磁化强度,增强了设计灵活性和加工精度.
结论:
- 无模板3D磁化策略显著提高了设计灵活性,精度和大规模生产能力.
- 这种方法为先进的多尺度和可编程软磁器件铺平了道路.
- 该方法减少了与制造复杂磁软材料相关的时间和劳动力成本.


