卡內基梅隆大學的研究人員已經開發出一種材料,該材料具有高導電性和導熱性,以及與其他軟復合材料不同的致動能力的獨特組合。軟機器人技術,可穿戴技術和人機界面領域的進步要求此類新型可拉伸材料能夠自適應地改變形狀,同時僅依靠便攜式電子設備供電。

卡內基梅隆大學軟機實驗室的負責人機械工程學副教授卡梅爾·馬吉迪(Carmel Majidi)說 ,它不僅導熱和導電,而且很智能。“就像當一個人接觸熱的或尖銳東西。由于它具有類似神經的電通路,因此距人工神經組織只有一步之遙。”
與LCE相結合的新技術
這是Majidi的實驗室首次將這種技術與一種形狀變形橡膠液晶彈性體(LCE)相結合。LCE就像平板顯示器中使用的液晶一樣,但是像橡膠一樣鏈接在一起。由于它們在受熱時會移動,因此它們具有作為形狀變形材料的有前途的功能。
不幸的是,它們缺乏形狀記憶激活所需的導電性和導熱性。盡管可以加入剛性填料來增強導電性,但這些會使LCE的機械性能和形狀變形能力下降。研究人員通過將液態金屬鎵銦與LCE結合使用,創造出一種具有前所未有的多功能性的柔軟可拉伸復合材料,從而克服了這些挑戰。
損害響應–邁出第一步
該材料的另一個關鍵特征是其韌性和對重大損壞的反應。
論文的主要作者Michael Ford解釋說:“我們觀察到了這種復合材料的電自我修復能力和損傷檢測能力,但與以前的液態金屬復合材料相比,其損傷檢測能力進一步提高了,由于損壞會產生新的導電跡線,可以激活形狀變形,因此復合材料可以對損壞做出獨特的響應。”
許多高端應用
該材料的高電導率使該復合材料能夠與傳統電子設備連接,動態響應觸摸并可逆地改變形狀。它適用于可伸縮電子設備的任何應用,例如:衛生保健、服裝、可穿戴計算、輔助設備、機械人、太空旅行等。
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