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工程师创建3D印刷的智能凝胶,走水下,移动物体

时间:2022-01-31 14:25:07 来源:

一种人类的3D印刷的智能凝胶在水下散步。照片:大雄汉/罗格斯大学 - 新不伦瑞克

Rutgers大学 - 新的布伦瑞克工程师创造了一种3D印刷的智能凝胶,走水下并抓住物体并移动它们。

水利的创作可能导致软机器人像章鱼一样模仿海洋动物,这可以在不损害它们的情况下走进水下并碰到东西。它还可能导致人造心脏,胃和其他肌肉以及用于诊断疾病,检测和递送药物并进行水下检查的装置。

智能凝胶等软材料是灵活的,通常比硬质材料更便宜,可以小型化。与机械更复杂的硬件相比,由软材料制成的装置通常是简单的设计和控制。


软机器人操纵和带有3D印刷电活性水凝胶的运动。ACS应用材料和界面(http://dx.doi.org/10.1021/acsami.8b04250)

“我们的3D印刷智能凝胶具有巨大的生物医学工程潜力,因为它类似于人体中的组织,也含有大量的水并且非常柔软,”新研究和助理教授的高级作者哈龙李说作者:王莹,机械与航空航天工程JOURNAL。“它可用于许多不同类型的水下设备,这些水下设备像章鱼一样模仿水生寿命。”

该研究今天在线发布在ACS应用材料和接口中,侧重于3D打印的水凝胶,在电力激活时移动和变化。尽管含水量为70多百分比的含水量,但在人体,尿布,隐形眼镜,果冻和许多其他东西中发现了尽管含70倍的含水含量的水凝胶。

这是一个YouTube视频:https://www.youtube.com/watch?v=bhsrnlf9inu&feature=youtu.be

在3D打印过程中,光线被投射到变为凝胶的光敏溶液上。将水凝胶置于咸水溶液(或电解质)中,两条薄线施加电力以触发运动:向前行走,换乘课程和抓住和移动物体。球队创造的人类步行者大约一个英寸高。

通过改变其尺寸(薄比厚)来控制智能凝胶运动的速度,并且根据咸水溶液和电场的强度,凝胶弯曲或改变形状。李说,凝胶是因为它是由软材料制成的肌肉,因为它具有70%以上的水并对电气刺激作出反应。

“本研究展示了我们的3D印刷技术如何扩大这种智能凝胶的设计,尺寸和多功能性,”他说。“我们的微观3D打印技术使我们能够创造前所未有的动作。”

刊物:Daehoon Han等人,“软机器人操纵和运动带运动3D印刷的电活性水凝胶”,ACS Appl。母校界面,2018; DOI:10.1021 / ACSAMI.8B04250


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