Thứ năm, 28/03/2024 | 21:11 - GMT+7

Vật liệu mềm thông minh có thể uốn cong dưới áp lực hoặc giãn ra khi kéo căng

Các nhà nghiên cứu báo cáo trên tạp chí ACS Applied Materials & Interfaces đã in các mạch kim loại lỏng lên một mảnh polyme mềm, tạo ra một loại vật liệu thông minh có thể uốn cong dưới áp lực hoặc sức căng cơ học.

11/03/2021 - 10:56
Thực vật và động vật có thể phản ứng nhanh chóng với những thay đổi trong môi trường, chẳng hạn như cây ăn thịt flytrap venus đóng sập lại khi một con ruồi chạm vào nó. Tuy nhiên, việc tái tạo các hành động tương tự trong robot mềm đòi hỏi cơ chế và cảm biến phức tạp. Giờ đây, các nhà nghiên cứu báo cáo trên tạp chí ACS Applied Materials & Interfaces đã in các mạch kim loại lỏng lên một mảnh polyme mềm, tạo ra một loại vật liệu thông minh có thể uốn cong dưới áp lực hoặc sức căng cơ học.

Ảnh minh họa. Nguồn: Internet
Lý tưởng nhất là các robot mềm có thể bắt chước các hành vi thông minh và tự chủ trong tự nhiên, kết hợp cảm giác và chuyển động có kiểm soát. Tuy nhiên, việc tích hợp các cảm biến và các bộ phận chuyển động phản hồi có thể không tự nhiên hoặc cần một máy tính điều khiển hoặc xử lý bên ngoài. Cần có thiết kế đơn chiếc để đáp ứng với các kích thích từ môi trường, chẳng hạn như áp lực cơ học hoặc kéo căng. 

Kim loại lỏng có thể là giải pháp, và một số nhà nghiên cứu đã nghiên cứu việc sử dụng chúng trong robot mềm. Những vật liệu này có thể được sử dụng để tạo ra các mạch mỏng, linh hoạt trong vật liệu mềm và các mạch có thể nhanh chóng tạo ra nhiệt khi dòng điện được tạo ra, từ nguồn điện hoặc từ áp lực tác dụng lên mạch. Khi các mạch mềm bị kéo căng, dòng điện giảm xuống, làm mát vật liệu. 

Để tạo ra một robot mềm có khả năng tự động chuyển động thông minh, Chao Zhao, Hong Liu và các đồng nghiệp tích hợp các mạch kim loại lỏng với chất đàn hồi tinh thể lỏng (LCE) - các polyme có thể thay đổi hình dạng lớn khi được làm nóng hoặc làm lạnh.

Các nhà nghiên cứu đã áp dụng một hợp kim gali-indium truyền niken lên một LCE và chuyển từ tính kim loại lỏng thành các đường để tạo thành một mạch điện liên tục. Keo silicone chuyển từ màu hồng sang màu đỏ sẫm khi được làm ấm giúp giữ cho mạch được bảo vệ và cố định. Để phản ứng với dòng điện, vật liệu mềm bị uốn cong khi nhiệt độ tăng lên và phim chuyển sang màu đỏ hơn theo thời gian. 

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng vật liệu này để phát triển bộ kẹp tự động nhận biết và phản ứng với áp lực hoặc sự kéo căng được áp dụng cho các mạch. Dụng cụ kẹp có thể nhặt các vật tròn nhỏ và sau đó thả chúng xuống khi áp lực được giải phóng hoặc vật liệu bị kéo căng. Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã định hình màng phim thành hình xoắn ốc. Khi áp lực được đặt vào mạch ở dưới cùng của đường xoắn ốc, nó sẽ chuyển động quay theo chuyển động quay, khi nhiệt độ của đường xoắn ốc tăng lên. Các nhà nghiên cứu cho biết những vật liệu nhạy cảm với áp suất và độ giãn này có thể được điều chỉnh để sử dụng trong các robot mềm thực hiện các nhiệm vụ phức tạp hoặc chuyển động.

Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210224113042.htm
Trần Hà (Theo ScienceDaily)

Xem thêm

Tổng số lượt truy cập :
  • 1
  • 4
  • 0
  • 0
  • 3
  • 1
  • 4
  • 0