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新技术能在一秒内打印出磁活化材料

让磁性软体机器人可爬、可滚、可送药
2018-06-14 10:17:19
来源:科技日报 作者:张梦然 评论:0
导语:根据英国《自然》杂志13日发表的一项材料科学研究,麻省理工学院团队研发出一种新技术,能在几分之一秒内打印出磁性形变材料,其打印的软材料在施加磁场后,可快速发生精细可逆的形变,执行各种非常有用且此前完全实现不了的动作,包括滚动、跳跃和抓住物体。
  根据英国《自然》杂志13日发表的一项材料科学研究,麻省理工学院团队研发出一种新技术,能在几分之一秒内打印出磁性形变材料,其打印的软材料在施加磁场后,可快速发生精细可逆的形变,执行各种非常有用且此前完全实现不了的动作,包括滚动、跳跃和抓住物体。

  软材料可以依据热、光或磁场之类的刺激而改变形状,具有广泛的应用潜力:从柔性电子、软体机器人到各种生物医学挑战,如药物递送和组织工程。就医学应用而言,相关材料需要在封闭空间内运行,且需要远程控制。科学家认为,磁场提供了一种卓有前景的激活、刺激方式。但是,按目前的制造方法,只允许材料实现几个非常简单的形状变化,用处较小。

  此次,美国麻省理工学院科学家赵选贺及其同事提出了一种技术,能在几分之一秒内打印柔软的磁活化材料。该技术是将铁磁微粒嵌入硅橡胶基体内,通过磁化打印机喷嘴来控制微粒的排列,从而能够对打印材料的不同区域进行设定,使之在磁场作用下产生特定的形变。例如,材料可以在不同的静态形状之间切换,或者根据磁场变化发生动态变形。这样的材料具有弹性,在去除磁场后又会恢复原来的面貌。

  研究人员利用这种技术打印了一个6腿软体机器人。通过施加不同的磁场,该机器人可以爬行、滚动、输送药物,甚至捕获并释放降落的物体。而经改变后的第二种设计,可以使机器人水平跳跃12厘米,其方法是首先在一个方向上施加磁场来使机身折叠,然后在另一个方向施加磁场使其释放。

  该研究的相关视频可以在自然科研媒体网站上观看。

  总编辑圈点

  磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,它不由原子或分子组成,却客观存在。磁场的发现、制造以及应用,为现代人类科技文明增添了有趣又多彩的一面。科技的伟大之处在于,它能制造出各种神奇的“魔法棒”,指挥看得见和看不见的物质,变幻出种种奇观。

(责任编辑:韩梦晨)

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