自愈性导电凝胶可使“软体机器人”真正实现按需软化 2023-03-21 

  

  为了充分发挥其潜力,软体机器人设备不能仅仅由包裹在软绵绵的橡胶中的刚性电子元件组成。一种新的材料可以在这方面有所帮助,因为它是柔软的、自我修复的和导电的。该物质由卡内基梅隆大学的一个科学家团队开发,由胶状的聚乙烯醇-硼酸钠基质组成,其中嵌入了银微片和镓基液态金属滴。它还被注入了乙二醇,以保持其不干燥。
  这种材料不仅完全能够传导强大的电流,而且它可以被拉伸到其放松长度的400%而不会断裂。此外,如果一块材料被切成两半,它可以在机械和电气上将自己复原成一块。
  在对这种凝胶的测试中,一条带子被用来沿着一只软体机器人蜗牛的外部连接电池和电机。当这条带子被全部切开时(两个被切断的末端仍然相互接触),蜗牛的速度下降了50%以上。一旦两端愈合在一起,速度就增加到原来速度的68%。
  在另一项测试中,两根凝胶条最初被用来向一辆玩具汽车的马达传递电流。科学家们继续从两根条状物的中间切下部分,将切下的条状物的两端重新连接在一起,以恢复对马达的供电,并使用这两个被切下的部分为车顶上的LED供电。
  最后,该材料的小块被用来代替传统的刚性电极,从志愿者身体的不同位置获得肌电图(EMG)读数。
  首席科学家Carmel Majidi教授说:“我们的凝胶可以被用作生物电极,直接与能够收集信息并以无线方式传输的体载电子设备对接,而不是用生物监测电极将你与安装在推车上的生物测量硬件连接起来。”
  他补充说:“看到软体机器人用于监测难以触及的地方将是有趣的——无论是可以监测水质的蜗牛,还是可以在我们的房子里爬行寻找霉菌的蛞蝓。”
  关于这项研究的论文最近发表在《自然-电子》杂志上。(航柯)