研究人員創(chuàng)造了3D打印的軟網(wǎng)狀機(jī)器人

北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員已經(jīng)創(chuàng)建了3D打印的柔性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以在浮在水面上時(shí)通過施加的磁場進(jìn)行控制。這些結(jié)構(gòu)可以抓住小物體并攜帶水滴，使它們有可能用作模擬生活在水面上的生物的軟機(jī)器人，或者可以作為細(xì)胞培養(yǎng)的組織支架。

“這項(xiàng)研究顯示了三維打印和軟機(jī)器人相結(jié)合的新興領(lǐng)域的能力，”北卡羅來納州立大學(xué)化學(xué)與生物分子工程學(xué)院的S. Frank和Doris Culberson杰出教授Orlin Velev說道，該論文的另一位作者描述了這項(xiàng)研究。

為了制造這些結(jié)構(gòu)，研究人員用有機(jī)硅微珠制成了一種“墨水”，由液態(tài)有機(jī)硅結(jié)合并包含在水中。由此產(chǎn)生的“同質(zhì)復(fù)合觸變膏”類似于普通牙膏，它可以很容易地從管中擠出，然后在牙刷上保持其形狀而不會(huì)滴落。研究人員使用3D打印機(jī)將漿料成形為網(wǎng)狀圖案。然后將圖案在烘箱中固化以產(chǎn)生柔性硅樹脂結(jié)構(gòu)，其可通過施加磁場來控制拉伸和塌陷。

“這種自增強(qiáng)漿料使我們能夠創(chuàng)造出超柔軟和柔韌的結(jié)構(gòu)，”北卡羅來納州立大學(xué)博士Sangchul Roh說。Velev實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生和論文的第一作者。

“嵌入羰基鐵顆粒，廣泛使用并具有高磁化強(qiáng)度，使我們能夠?qū)Υ艌鎏荻犬a(chǎn)生強(qiáng)烈反應(yīng)，”材料科學(xué)與工程教授兼該項(xiàng)目高級(jí)共同研究員Joseph Tracy補(bǔ)充道。

Velev說：“這些結(jié)構(gòu)也是拉脹的，這意味著它們可以向各個(gè)方向擴(kuò)展和收縮。” “通過3D打印，我們可以在施加磁場之前和之后控制形狀。”

結(jié)構(gòu)的特性還允許它們?cè)谄≡谒嫔蠒r(shí)使用，類似于水str，或者掠過或跳過水面的昆蟲。

“模仿體內(nèi)的活體組織是這些結(jié)構(gòu)的另一種可能應(yīng)用，”Roh說。

在論文中，發(fā)表在?？冗M(jìn)材料技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，他們?nèi)绾文軌蛟O(shè)計(jì)出可重構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，可以“搶”鋁箔的一個(gè)小球和結(jié)構(gòu)，可以“攜帶”單水Droplet然后通過網(wǎng)格按需釋放它。

“就目前而言，這是軟機(jī)器人執(zhí)行器的早期概念驗(yàn)證，”Velev說。