利用明膠為基材之自行修復性材料,可望應用於機器人、穿戴式裝置

 

刊登日期:2022/4/13
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英國劍橋大學利用明膠(Gelatine)與鹽(氯化鈉)開發了一項適用於柔性感測器之自行修復材料。新材料為凝膠狀素材,可以感知變形、溫度、濕度等,在室溫下可自行修復,並具有生物相容性、生物降解性,價格低廉且易於製造,同時也擁有長期穩定性,可望應用於機器人、人造皮膚、穿戴式裝置等用途。

柔性感測器在機器人、觸覺式介面等領域可望帶來重大影響力,但目前的感測器技術仍有耐用性較差、消耗大量能源等問題。劍橋大學持續致力於機器人手臂相關之柔性感測器技術與自行修復材料的開發。初期開發的材料須透過加熱以執行自行修復,而新材料已可在室溫下進行自行修復,進而帶動更多實際應用。新材料以明膠為基材,具有低成本、適用於押出,並具有生物相容性,且透過調整構成凝膠的明膠、甘油、水、檸檬酸的組成,確保了耐久性、穩定性與可印刷性。凝膠在製作數個月後亦無乾燥現象,仍可維持其機能性。

在凝膠材料中添加氯化鈉取代碳油墨的話,即可做為檢知材料變形的感測器發揮其機能性,並可結合於柔軟具伸縮性的機器人中。新材料與其他不同的材料亦能呈現良好結合,進而易於融入不同類型的機器人。正如人腦從肌肉張力中獲取有關身體狀態的訊息般,凝膠感測器可應用於獲取有關機器人狀態的多樣資訊。新開發的自行修復材料可利用3D列印或成形模簡單地進行製造,且所有材料都容易取得,並具有食品安全性的特徵。雖然新材料目前尚處於概念驗證(Proof of concept)階段,但劍橋大學已確認在機器人、人工皮膚、穿戴式裝置等用途具應用潛力,並積極展開相關研發。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/220309_self-healing-materials.html
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