物理科技生物学-PHYICA

将膨胀设计和电渗技术相结合,创造出坚固快速的水凝胶致动器

技术工程 2022-04-30 21:53:12

Combining turgor design and electroosmosis to create strong and fast hydrogel actuators水下结构的快速建造。学分:理科(2022)。首尔国立大学的一组研究人员通过结合膨压设计和电渗技术,创造了一种更强、更快的水凝胶致动器。在他们发表在《科学》杂志上的论文中,该小组描述了他们的方法,以及在现实世界的实验中测试时产生的致动器表现如何。南昆士兰大学的Zhen Jiang和Pingan Song概述了研究人员在试图创造模拟生物有机体的水凝胶时遇到的一些困难,并在同一期杂志上发表的一篇透视文章中对韩国团队所做的工作进行了评论。水凝胶,顾名思义,是由水基制成的凝胶。几年来,机器人专家一直在仔细研究它们。目标是创造软致动器,这是能够以期望的方式与环境交互的可变形组件。为了成功,致动器需要能够将某种形式的能量转换成机械功,在某种意义上类似于人类的肌肉。为了让它们更有用,科学家们希望它们拥有比现在更强的驱动力,并在需要时做出更快的反应。在这项新的努力中,研究人员朝着实现这两个目标又迈进了一步。

该团队使用标准技术制造了一种水凝胶,但将其封装在高渗透性和坚硬的包装中。刚度的设计是为了在液体进入膨压单元状结构时容纳一个不断膨胀的环境。这使得压力增加,当压力增加时,它对附近的物体施加了一个力。对电池的测试表明,它产生了足够的力(730 N)来劈开一块普通的建筑砖。研究人员指出,这种力量比任何其他已知的水凝胶大约大1000倍。为了加快这种作用,研究人员施加了电流,将驱动速度提高到正常渗透率的19倍。

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