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研究人員推進復雜的變形軟體機器人的制造工作

2020-06-11 10:49:59  來源:cnBeta

世界各地大學的研究人員一直在研究可以根據需求重新配置自己的軟體機器人和醫療植入物。由于萊斯大學布朗工程學院的研究人員的努力,這種變形材料離現實更近了??茖W家們開發出了一種打印物體的方法,當暴露在溫度變化、電流或者壓力下,這些物體可以被操縱成其他形式。

研究人員認為這就是反應式4D打印。自2018年以來,科學家們已經能夠在模具中制造出可以改變形狀的結構,但3D打印中使用的相同化學成分將結構限制在同一平面上的形狀。這意味著形狀變化的材料無法設計成凸起或其他復雜的曲線作為其交替形狀。

克服這一限制,研究人員將打印過程與塑形過程脫鉤。研究人員表示,他們設計的材料一旦制造出來,就可以自主改變形狀。該團隊的想法是依次使用多種反應來打印材料,然后決定它如何改變形狀。新的方法不是試圖一步完成所有的形狀變化,而是在控制初始和最終形狀方面提供更多的靈活性。

最大的挑戰是創造一種液晶聚合物墨水,它結合了一套分子之間相互排斥的化學鏈接。例如,一旦這兩種程序化的形式復位,材料在加熱或冷卻時就可以前后變形。一個挑戰是找到一種聚合物混合物,可以在催化劑浴中打印,并仍然保持其原始編程形狀。

新工藝尚存的一個限制是打印無支撐結構的能力,如柱子。實現這一點需要一種解決方案,它的膠化程度足以在打印過程中支撐自己。研究人員正在努力實現這一目標,一旦實現,將使研究人員能夠打印出更為復雜的形狀組合。

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