物理科技生物学-PHYICA

高能形状记忆聚合物可以有一TOMN-028天可以帮助机器人弯曲他们的肌肉

化学 2021-10-03 00:02:10

通过美国化学学会在加热时由伸缩形状记忆聚合物组成的人工肌肉,弯曲时装模特的臂

学分:从ACS Central Science 2021,D​​oi调整:10

1021 / ACSCENTSCI

1C00829在拉伸或变形时,在施加热量或光后,形状记忆聚合物返回其原始形状

这些材料表现出柔软的承诺机器人,智能生物医学设备和可部署的空间结构,但直到现在他们还没有能够o储存足够的能量

现在,在ACS中央科学的研究人员开发了一种形状记忆聚合物,该形状记忆聚合物比以前的型号更高的能量存储几乎六倍

形状记忆聚合物在原始的,未变形状态之间交替和次要的变形状态通过拉伸聚合物并通过分子变化保持诸如动态粘合网络或应变诱导的结晶的变形状态来产生变形状态,其与热或光反转

那么聚合物通过释放储存的熵能返回其原始状态

但是对于科学家来说,使这些聚合物进行能量密集型任务一直挑战

振丹宝和同事想要开发一种新型的形状记忆聚合物延伸到稳定的高度细长状态,使其在返回其原始状态时释放大量的能量

研究人员将4-,4'-亚甲基双苯基脲单元掺入聚(丙烯)中乙二醇)聚合物骨干

在聚合物的原始状态下,聚合物链缠结并且混乱

拉伸导​​致链子使得尿素基团之间的氢键形成,产生稳定高度细长的超分子结构国家

HeaTiNG引起粘合和聚合物在其初始无序状态下收缩,在试验中,可以将聚合物拉伸至其原始长度的五倍,最高可容纳17

9 J / G能量 - 比以前的形状记忆聚合物更高的速度更多

该团队证明了拉伸材料可以使用这种能量在加热时将物体提升5,000倍以上的重量

它们通过将预拉伸的聚合物连接到木制时装模特的上部和下臂

加热时,还通过将预拉伸的聚合物连接到了人造肌肉,这些材料收缩,导致时装模特在肘部弯曲其臂

除了记录高能量密度外,形状记忆聚合物还廉价(原料成本约为每磅11美元)和易于制作,研究人员说

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