Smarte dielektriske elastomerer til selvhelende bløde robotter

Robotter, der ligner organer, er kendt som bløde robotter, og for at de kan fungere, skal de være lavet af et fleksibelt materiale, et materiale, der også kan helbrede sig selv, ville imidlertid være en bonus, hvis slid skulle forekomme. Forskere fra WMG, University of Warwick har designet en selvhelende polymer til sådanne enheder.

Bløde robotter, der ligner organer f.eks. skal laves med meget deformerbare materialer, der er i stand til at ændre form for at muliggøre formbar fysisk kontakt til kontrolleret manipulation for at reducere chancerne for mekanisk skade - såsom rifter og punkteringer.

Dette havde ført til en bred interesse for udviklingen af ​​selvhelende materialer og aktuatorer, i særdeleshed, integration af selvhelbredende polymerer til bioinspirerede bløde selvhelbredende enheder, som er lette, lav pris og let behandlet.

Som en inviteret meddelelse fra tidsskriftet Advanced Intelligent Systems, arbejdet med "Piezoelektrisk drevet selvfølende bladlignende aktuator muliggjort ved integration af en selvhelende dielektrisk elastomer og en piezoelektrisk komposit, "blev offentliggjort den 22. marts, 2021, ledet af forskerne fra WMG, University of Warwick har designet et nyt selvhelende blad-bevægelses efterlignende materiale.

Materialet er fremstillet af en integreret termoplastisk methylthioglycolat-modificeret styren-butadien-styrenelastomer (MGSBS) og piezoelektrisk makrofibersammensætning (MFC) til selvfølende applikationer.

Bladmotion-efterligneraktuatoren giver indbygget dynamisk sansning og selvhelbredende evner til at helbrede makroskala skæreskader med en rumtemperatur helbredende kapacitet og en iboende høj båndbredde op til 10 kHz.

En prototype af det piezoelektriske drevne selvhelende blad blev skåret, og efterladt i 24 timer ved stuetemperatur, på den tid havde det helbredt sig selv, efter 48 timer var det næsten ikke sporbart, hvor snittet var blevet foretaget.

Dr. Chaoying Wan, fra WMG, University of Warwick siger, "Vi har demonstreret gennemførligheden og potentialet for den nye aktuator, der anvendes på komplekse bløde autonome systemer. Dette nye materiale kan fylde et hul på robotmarkedet, som de selvhelbredende bløde aktuatorer kan fornemme og reparere sig selv, skabe ny modstand mod skader inden for blød robotik.

"Et eksempel på, hvor de kunne bruges, kunne være på en fabrik eller et hospital, de kan blive beskadiget af generel slitage, men kan helbrede sig selv og behøver derfor ikke at komme fra tjeneste for at blive rettet, sparer derfor tid og ressourcer. "