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花样多!科学家开发能承重、能导电还会变形的“机器人布料”

2020-09-30 19:52 前瞻网   

 

花样多!科学家开发能承重、能导电还会变形的“机器人布料”

耶鲁大学的一组科学家开发了一种新的“机器人织物”,可以根据需要或通过感知环境来改变其形状和硬度。

有朝一日,这种材料可能会被用于高科技服装、自动搭建的帐篷或机器人降落伞。

为了赋予这种织物一系列的功能,该团队创造了不同功能的纤维,并将其编织成日常织物。

第一种纤维是一种充满了被称为菲尔德金属(Field’s metal)的合金颗粒的环氧树脂,它会在相对较低的温度62℃(144华氏度)融化。

这意味着它可以被轻轻加热,使织物柔软且具有延展性,然后冷却到室温,将其固定成一个特定的形状。

该研究的主要作者Trevor Buckner说:“我们这一领域的金属环氧复合材料可以变得和乳胶橡胶一样柔韧,或者和丙烯酸一样坚硬,硬度超过1000多倍,只需通过加热或冷却。”

“这种材料的长纤维可以缝在织物上,给它一个可以开启和关闭的支撑骨架。”

利用这种技术,该团队能够使他们的智能材料具有承重能力,支撑50克(1.8盎司)的重量,这在通常情况下可以将织物压平。

该团队还在织物上涂上了一种可导电的墨水,创造出可以探测环境变化并让材料做出相应反应的传感器。

该研究的通讯作者Rebecca Kramer-Bottiglio说:“导电复合材料会在单个纤维周围自凝,不会明显改变织物的孔隙度。”

“传感器是可见的,但不会改变织物的质地或透气性,这对穿戴式应用的舒适性至关重要。”

最后,为了让这种材料改变形状并移动,研究小组添加了形状记忆合金(SMA)。

这个东西可以被编程来“记住”一个特定的形状,所以在它变形后,它可以被触发直接变回原来的形状。

在这种情况下,研究人员将SMA金属丝压扁成带状,这样他们就可以根据需要将织物变平。

研究人员表示,这种机器人织物最终可能被用于制造能够自我展开的帐篷或降落伞,以及辅助服装。

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of science)上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 3976DBC

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