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新技術能在一秒內打印出磁活化材料

2018/7/19 10:08:58
來源:人民數字 新聞記者:張夢然 責任編輯:熊旭、吳亞雄



根據英國《自然》雜志13日發表的一項材料科學研究,麻省理工學院團隊研發出一種新技術,能在幾分之一秒內打印出磁性形變材料,其打印的軟材料在施加磁場后,可快速發生精細可逆的形變,執行各種非常有用且此前完全實現不了的動作,包括滾動、跳躍和抓住物體。

軟材料可以依據熱、光或磁場之類的刺激而改變形狀,具有廣泛的應用潛力:從柔性電子、軟體機器人到各種生物醫學挑戰,如藥物遞送和組織工程。就醫學應用而言,相關材料需要在封閉空間內運行,且需要遠程控制。科學家認為,磁場提供了一種卓有前景的激活、刺激方式。但是,按目前的制造方法,只允許材料實現幾個非常簡單的形狀變化,用處較小。

此次,美國麻省理工學院科學家趙選賀及其同事提出了一種技術,能在幾分之一秒內打印柔軟的磁活化材料。該技術是將鐵磁微粒嵌入硅橡膠基體內,通過磁化打印機噴嘴來控制微粒的排列,從而能夠對打印材料的不同區域進行設定,使之在磁場作用下產生特定的形變。例如,材料可以在不同的靜態形狀之間切換,或者根據磁場變化發生動態變形。這樣的材料具有彈性,在去除磁場后又會恢復原來的面貌。

研究人員利用這種技術打印了一個6腿軟體機器人。通過施加不同的磁場,該機器人可以爬行、滾動、輸送藥物,甚至捕獲并釋放降落的物體。而經改變后的第二種設計,可以使機器人水平跳躍12厘米,其方法是首先在一個方向上施加磁場來使機身折疊,然后在另一個方向施加磁場使其釋放。

該研究的相關視頻可以在自然科研媒體網站上觀看



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