自修复导电凝胶可以让“软机器人”真正变软

 

凝胶的外部条带将电池连接到这个软机器人蜗牛上的电机                 卡耐基梅隆大学工程学院

 

为了充分发挥其潜力，软体机器人设备不能仅由包裹在柔软橡胶中的刚性电子元件组成。一种新材料可以在这方面提供帮助，因为它柔软、自愈和导电。

 

该物质由卡内基梅隆大学的一组科学家开发，由凝胶状聚乙烯醇-硼酸钠碱组成，其中嵌入银微薄片和镓基液态金属液滴。它还注入了乙二醇，以防止其变干。

 

这种材料不仅完全能够传导强大的电流，而且可以拉伸至其松弛长度的 400% 而不会断裂。此外，如果将一块材料切成两半，它可以通过机械和电气方式将自身恢复为一块。

 

在对凝胶的测试中，一条凝胶被用来沿着软体机器人蜗牛的外部将电池连接到电机。当那条带子被完全切开时（两个切断的末端仍然相互接触），蜗牛的速度下降了 50% 以上。一旦两端愈合在一起，速度就会增加到原始速度的 68%。

 

在另一项测试中，最初使用两条凝胶将电流中继到玩具车的电机。科学家们继续从两条条带的中间切出部分，将条带的切割端重新连接在一起以恢复为电机供电，并使用两个提取的部分为汽车车顶上的 LED 供电。

 

最后，使用小块材料代替传统的刚性电极，从志愿者身体的不同位置获取肌电图 (EMG) 读数。

 

首席科学家说：“我们的凝胶可以用作生物电极，直接与可以收集信息并无线传输的安装在身体上的电子设备连接，而不是将您连接到安装在推车上的生物测量硬件，也不是连接到生物监测电极，” Carmel Majidi 教授。

 

可能性不止于此……

 

“看到软体机器人用于监测难以到达的地方会很有趣——无论是可以监测水质的蜗牛，还是可以在我们的房子周围爬行寻找霉菌的鼻涕虫，”他补充道。

 

该材料的功能在下面的视频中进行了演示。

 

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