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新型“机器人面料”可实现柔软和坚固之间切换

2020-10-16 newatlas

耶鲁大学的一组科学家开发了一种新的“机器人织物”,可以根据需要或通过感知其环境来改变其形状和刚度。该材料有一天可以用于高科技服装、可自行搭建的帐篷或机器人降落伞中。

为了赋予织物多种功能,该团队创建了具有不同能力的纤维,并将其编织到日常织物中。第一种纤维是环氧树脂,里面充满了称为菲尔德金属的合金颗粒,该合金在相对较低的62°C144°F)温度下熔化。这意味着可以将其轻轻加热以使织物柔软可延展,然后冷却至室温以将其锁定为特定形状。

该研究的主要作者特雷弗·巴克纳(Trevor Buckner)表示:“仅通过加热或冷却,我们菲尔德的金属-环氧复合材料就可以像乳胶一样柔韧性,或者像硬质丙烯酸一样坚硬,刚性要高1000倍以上。这种材料的长纤维可以缝在织物上,以使其具有支撑性,我们可以打开和关闭它。”

这种技术能够承受50克(1.8盎司)的重量,正常情况下可以使织物平整,从而使自己的材料承重。该团队还应用了一种可以涂在织物上的导电油墨,创建了可以检测环境变化并使材料做出相应反应的传感器。

该研究的通讯作者丽贝卡•克雷默-博蒂格里奥(Rebecca Kramer-Bottiglio)说:“导电复合材料会在各个纤维周围自凝结,并不会显著改变织物的孔隙率。” 传感器是可见的,但不会改变织物的质地或透气性,这对于可穿戴应用的舒适性很重要。”最后,为了使材料改变形状并移动,该团队添加了形状记忆合金(SMA),可以对这些东西进行编程以“记住”特定的形状,以便在变形后可以触发它直接跳回原始形状。在这种情况下,研究人员将SMA线压成带状,这样他们就可以根据需要将织物恢复为扁平状。

关键词: 新材料   载荷   记忆