Forskere genskaber levende 3D-skærme

Det er sikkert at sige, at 3-D-skærme ikke nødvendigvis forekommer i naturen - medmindre man overvejer blæksprutten, som omfatter blæksprutte og blæksprutte, som en levende 3D-skærm, der kan ændre sin struktur og skabe komplekse former og teksturer til camouflageformål eller trækkontrol (se video). Nu, et forskerhold fra University of Iowa og University of Illinois i Urbana-Champaign er ved at udvikle en smart hud inspireret af blæksprutten, som kan bruges i 3D-skærme, som grænseflader for synshandicappede, og for at hjælpe med at reducere modstanden på marinekøretøjer.

I en undersøgelse offentliggjort i Avancerede materialeteknologier , holdet, ledet af Caterina Lamuta, assisterende professor i maskinteknik ved University of Iowa, samt Sameh Tawfick og Nancy Sottos, professorer ved University of Illinois i Urbana-Champaign, fandt ud af, at brug af snoede og snoede polymerfibre til at skabe kunstige muskler kunne producere lette smarte skins, der er i stand til finbevægelse og formmodulering.

Hos blæksprutter, voxels styres af dyrets papiller muskler, som tillader deres hud at antage adskillige former, rage udad, og tage nye former på brøkdele af sekunder (se video, se video). Holdet tog inspiration fra blæksprutternes papiller til at reproducere digitale teksturvoxels (DTV'er) fra snoede spiral kunstige muskler (TSAM'er). Med en indgangsspænding på kun 0,2 V/cm, TSAM'er giver et slag på 2000% og en ruhedsprofil, der spænder fra nogle få mikron til en centimeter. "Disse lette, snoede, kunstige spiralmuskler har potentialet til at erstatte tunge og omfangsrige enheder baseret på konventionelle elektriske og pneumatiske aktuatorer, " sagde Lamuta. "Vi aktiverer denne hud ved hjælp af små elektriske impulser i stedet for tunge strømkilder og støjende luftkompressorer, som giver mulighed for mere præcis bevægelse og generel brugervenlighed."

En række individuelt kontrollerede TSAM'er er indlejret i et blødt materiale for at gengive en blød, strækbar, og smart hud, i stand til at udføre et potentielt ubegrænset antal output-teksturer og -former (se video). "DTV'erne giver det, vi kalder on-demand teksturer og mønstre, " sagde Lamuta. "Fordi vores DTV'er er så lette og fleksible, vi tror på, at deres brug kan bane vejen for flere anvendelser, lige fra den hydrodynamiske modstandskontrol af undervandsfartøjer og robotter, til udviklingen af ​​3-D-skærme og haptiske feedback-enheder til virtual reality og robotkirurgi".

Lamuta og hendes teams arbejde blev støttet af Beckman Institute for Advanced Science and Technologies ved University of Illinois Urbana-Champaign, United States Office of Naval Research, National Science Foundation, og United States Air Force.