物理科技生物学-PHYICA

制作机械皮建国后奇人异士不见了肤

化学 2022-05-22 00:02:09

卡内基梅隆大学机械工程系麦迪逊·布鲁尔 液态金属复合材料使柔软、可拉伸的电路具有导电性、机械自愈性和高度适应性

学分:卡内基梅隆大学软机器实验室 柔软、可拉伸且导电的材料很难得到

更难创造出一条能承受伤害,甚至能自我修复的电路

然而,对卡内基梅隆大学的研究人员来说,这些创新只是办公室里的又一天

在最近发表的两篇论文中,CMU研究团队在可穿戴电子设备和其他软设备方面取得了长足的进步

卡梅尔·马吉迪的软机器实验室(SML)长期以来一直在这一领域工作,这两篇论文反映了这一点

此前在2018年,机械工程副教授马吉迪和他的团队创造了一种能够自我修复的电路——也就是说,即使在主要路径被切断或损坏后,它也可以继续工作

现在,他们已经创造了一种由液态金属制成的材料,这种材料也能够物理修复损伤

当两块液态金属复合材料放在一起时,它们可以像伤口愈合一样融合在一起

这项创新使电路能够承受更大的损坏,因为它们可以简单地修复它

SML利用镓铟合金制成的液态金属实现了这些进步

作者说,这种金属比汞等其他液态金属更安全

这些发现使得这项技术可以扩展到其他聚合物,包括凝胶

这扩大了他们研究的范围和效果

事实上,由液态金属制成的电路可以被擦除和重新绘制,使它们具有很高的适应性

这些新材料也可以三维打印

机械工程教授莎拉·伯格布雷特与马吉德和SML合作,使用新的制造工艺印刷这些材料

创建这些自愈和可重写电路的三维结构将广泛扩展应用范围

使用镓基液态金属液滴的软复合材料有可能在多功能材料工程中产生变革性影响

学分:卡内基梅隆大学软机器实验室 一个这样的应用是能量收集

能量可以通过两个表面接触产生

想象一下,例如,当你用气球摩擦头发时,电流会让你的头发竖起来

同样的原理也可以应用到可穿戴电子设备上,允许它们从人体运动中获取能量

虽然理论基础已经存在,但这是第一次有人能够使用复合材料使其工作

此外,液态金属具有很高的导电性,因此它们可以很容易地产生大量的能量

此外,由于电子产品柔软且可拉伸,它们可以很容易地集成到服装中

当马吉迪的团队将这种材料添加到一条运动短裤中时,他们能够从穿着者的运动中获得足够的能量,为带有数字显示器(一种小型可穿戴计算设备)的湿度计传感器供电

这项研究的应用意义深远

作者说它的用途可以包括受生物启发的机器人、人机交互、可穿戴计算和太阳能电池

这些软机器人适应性强,经久耐用,适用范围广

这篇题为“液态金属夹杂物的可控组装作为多功能复合材料的通用方法”的论文发表在《先进材料》杂志上

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