研究人員創(chuàng)造了3D打印的軟網(wǎng)狀機器人

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通過施加的磁場進行控制。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器人，或者可以作為細胞培養(yǎng)的組織支架。

“這項研究顯示了三維打印和軟機器人相結(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研究。

為了制造這些結(jié)構(gòu)，研究人員用有機硅微珠制成了一種“墨水”，由液態(tài)有機硅結(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滴落。研究人員使用3D打印機將漿料成形為網(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實驗室的學(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度，使我們能夠?qū)Υ艌鎏荻犬a(chǎn)生強烈反應(yīng)，”材料科學(xué)與工程教授兼該項目高級共同研究員Joseph Tracy補充道。

Velev說：“這些結(jié)構(gòu)也是拉脹的，這意味著它們可以向各個方向擴展和收縮。” “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)的特性還允許它們在漂浮在水面上時使用，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材料技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，他們?nèi)绾文軌蛟O(shè)計出可重構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，可以“搶”鋁箔的一個小球和結(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，這是軟機器人執(zhí)行器的早期概念驗證，”Velev說。