軟機(jī)器人

南京航空航天大學(xué)Kai Xiang等研究人員在《J Mater Sci: Mater Electron》期刊發(fā)表名為“The highly stable air-working electro-active ionic polymer actuator based on nitrogen-doped graphene aerogel flexible electrode”的論文，研究使用摻氮石墨烯氣凝膠（3D N-GA）制備了新型電活性聚合物 (EAP) 致動(dòng)器。此外，通過(guò)改變?cè)吓浔?，獲得了一…

由軟組織構(gòu)成的器件或設(shè)備，如生物學(xué)系統(tǒng)采用的軟組織（楊氏模量<108?Pa），具有可負(fù)荷調(diào)節(jié)、減震、接觸操作等功能的固有優(yōu)勢(shì)。聚二甲基硅氧烷是很普遍的商用有機(jī)硅樹脂，憑借其高彈性硅氧烷骨架，使其擁有卓越機(jī)械性能，熱阻和化學(xué)惰性，成為理想的軟器件所需基體材料。但是，傳統(tǒng)的成型工藝限制了其發(fā)展。而且近期發(fā)展的3D打印技術(shù)工藝雖可利用液體硅橡膠作為油墨獲取復(fù)雜形狀的制品，但該油墨凝膠動(dòng)力學(xué)和流變特性限制了高寬比結(jié)構(gòu)和懸垂特征，即使通過(guò)化學(xué)改性油墨來(lái)獲取理想粘度和固化速度的性能，但復(fù)雜化的化學(xué)改性…

聒噪夏日的傍晚，實(shí)驗(yàn)室外的一只日本艾蛛正在加緊織網(wǎng)，爭(zhēng)取趕在天黑前布下“天羅地網(wǎng)”，坐等食物上鉤。和往常一樣，艾蛛在堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)線上紡出粘合的、可拉伸的半透明捕捉線，用作框架。蜘蛛想要捕食，就必須在短時(shí)間內(nèi)一擊必殺，而捕捉線上的粘合劑涂層，就是它最可靠的絕招。半透明的捕捉線，方便其隱藏在任何的背景中，可伸縮性能幫助它應(yīng)付于各種環(huán)境。然而，粘合劑“傷人”的同時(shí)，也不可避免地造成了蛛網(wǎng)的污染，進(jìn)而降低蛛網(wǎng)的捕捉能力。因此，聰明的蜘蛛會(huì)織出最小的網(wǎng)，降低污染，一旦感知到接觸引起的蛛網(wǎng)振動(dòng)后，蜘蛛會(huì)以迅雷…

近日，美國(guó)西北大學(xué)在其官網(wǎng)上報(bào)道該校Samuel I. Stupp教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature Materials》的研究工作，該工作報(bào)道了基于兩親性多肽超分子的水凝膠在受到光刺激條件下發(fā)生彎曲、旋轉(zhuǎn)和爬行的現(xiàn)象。Samuel I. Stupp教授表示: “這些材料可以增強(qiáng)拾起易碎物體的能力并具備將它們釋放到精確位置所需的軟機(jī)器人的功能?！?例如，在醫(yī)學(xué)中，具有“生命”特征的軟材料可能彎曲或改變形狀，以在中風(fēng)后恢復(fù)大腦中的血凝塊，它們還可以游動(dòng)以清洗干凈的水或海水，甚至承擔(dān)修復(fù)電池缺…

軟機(jī)器人通常由比人體肌肉還要柔軟的軟材料制造而成 ，通過(guò)控制其柔軟身體的變形來(lái)模仿自然界中各種軟體動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)，比如毛毛蟲，蛇、魚以及水母等。和剛性機(jī)器人相比，軟機(jī)器人在柔性、靈活性、以及安全性等方面都具有優(yōu)勢(shì)。但是同時(shí)，柔性材料也帶來(lái)了一些天然缺陷，比如響應(yīng)慢及力量小等，因此大多數(shù)軟機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度較為緩慢，介于每秒0.02至0.8個(gè)身長(zhǎng)（自身身體長(zhǎng)度）。自然界中蝸牛的爬行速度為每秒0.1-0.2個(gè)身長(zhǎng)，而獵豹的速度為每秒16個(gè)身長(zhǎng)。如何讓軟機(jī)器人也能高速跑起來(lái)成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。 近日，北…

具有超彈性和抗疲勞性的輕質(zhì)可壓縮材料，尤其是其中適應(yīng)溫度范圍廣的材料，是航空航天、機(jī)械緩沖、能量阻尼和軟機(jī)器人等領(lǐng)域的理想材料。許多低密度的聚合物泡沫是高度可壓縮的，但它們?cè)谥貜?fù)使用時(shí)往往易疲勞，并在聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變和熔融溫度附近發(fā)生超彈性退化。 盡管研究者已經(jīng)開發(fā)出各種熱穩(wěn)定的輕質(zhì)金屬和陶瓷泡沫材料，但它們通常都只具有最小的可逆壓縮性，并且在循環(huán)變形下表現(xiàn)出疲勞等問(wèn)題。碳納米管和石墨烯因具有固有的超彈性和熱機(jī)械穩(wěn)定性，近年來(lái)被用作制備輕量超彈性材料的基礎(chǔ)材料。雖然已有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了這類材料的優(yōu)…