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水凝胶可制湿软机器人 流动特性犹如液态终结者

http://www.kexue.com 2013-08-08 09:39:08 腾讯科学  发表评论


科学家最新研究表示,水凝胶可用于制造机器人,适合于勘测湿软环境

  科学家很难设计不仅在干燥陆地上操作,还能穿行潮湿滑腻人体内部的机器人,金属机器人容易遭受腐蚀,并且十分坚硬,不易于与人体接触。一些科学家认为,采用生物相容性的水凝胶制造湿软机器人能够解决这些问题,目前,来自美国北卡罗莱纳州大学的一支研究小组发现使用水凝胶制造的机器人能够紧紧地攥住物体,该技术可使柔软机器人移动起来像人造肌肉。

  北卡罗莱纳州大学化学和生物分子工程学教授奥尔林-威勒夫(Orlin Velev)说:“目前,这种机器人技术可用于送递药物或者作为身体组织脚手架,促使细胞以三维结构生长。”

  研究人员将水凝胶剪成不同尺寸,例如:他们将水凝胶裁成V字结构,在另一侧注入铜离子,V字型“手臂”具有柔韧性,能够攥住一些物体,当电流通过V字型手臂另一侧,所攥物体将释放。这种聚合物分子可具有正电荷和负电荷区域,铜离子作为负电荷载体。另一种聚合物分子附加在铜离子一侧,使得水凝胶机器人在一个区域变得坚韧。

  同时,研究人员还发现甚至不需要在水凝胶机器人中通电,水凝胶的运动可通过化学物质诱导。在第二项实验中,研究小组制造了一个X形状的水凝胶,另一侧放置一种加固水凝胶,当它们浸入酒精,水凝胶并未收缩,加固水凝胶使其保持原型。这导致X形状水凝胶手臂能够弯曲,攥住较小的物体,当放置在水中,非加固水凝胶膨胀,较小的物体被释放。这项实验的详细情况发表在8月2日出版的《自然通讯杂志》上。(悠悠)

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