自修復材料使仿生機器人研究取得突破

自修復材料使仿生機器人研究取得突破

由於損壞的電路可以即時修復,數顯時鐘得以繼續工作。

許多天然生物具有自我修復的能力。目前,人造機器也能夠模仿這一特性。據本週發表在《自然材料》中的論文介紹,卡內基梅隆大學的研究人員發明了一種自修復材料,它可以在受到極端機械損傷的情況下自行修復。

這種軟物質複合材料由懸浮在軟彈體中的液態金屬珠滴構成。當材料受損時,珠滴發生破裂,進而與相鄰的珠滴形成新連接,並在不中斷的情況下重布電信號。由自修復材料導電跡線產生的電路,即使在切斷、刺穿或者材料移除等條件下也能維持充分和連續工作。自修復材料的應用方向包括仿生機器人、人機交互以及可穿戴設備。由於自修復材料的高導電性在伸縮時也不會改變,因此也是一種理想的功率和數據傳輸材料。

機械工程副教授Carmel Majidi說:“軟電子領域的其他研究已經催生了具有彈性和變形能力的材料,但它們仍然不能應對機械損傷的影響,進而導致即時電氣故障。我們發明的自修復材料的功能前無古人,它可使軟物質電子設備和機器展現出生物組織般的非凡韌性。” Majidi為集成軟材料實驗室的負責人,也是軟物質科學領域開發新材料的先驅之一。Majidi總結說:“製造與人體和環境更兼容的機器將開始於新型材料。”


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